CN108166349B - 一种微阵列光伏电池组太阳能路面结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微阵列光伏电池组太阳能路面结构及施工方法，路面结构包括支撑框架和多块条形光伏太阳能电池板，支撑框架铺装在路面结构承重层上，各条形光伏太阳能电池板沿支撑框架呈间隔倾斜布置，各条形光伏太阳能电池板之间以及顶部浇注有用于固定条形光伏太阳能电池板的透光抗滑保护层。施工方法包括S1：预制；S2：铺装支撑框架；S3：安装条形光伏太阳能电池板；S4：固定。本发明具有结构稳定耐用、发电效率高、使用环保、便于施工的优点。
Description
技术领域
本发明主要涉及道路工程、智能交通技术及光伏太阳能技术，尤其涉及一种微阵列光伏电池组太阳能路面结构及其施工方法。
背景技术
太阳能路面是指采用光伏太阳能吸能层替代传统的沥青混凝土或水泥混凝土面层，或者将光伏太阳能吸能层直接铺设于现有的沥青混凝土或水泥混凝土路面表面而作为面层的一种新型路面结构型式，其可在保证交通运输功能的同时，在不另外占地的情况下实现路面太阳能的开发利用并清洁发电的功能。因此，近十余年来，太阳能路面得到国内外越来越广泛的关注和探索，也是实现绿色交通和智慧交通发展的重要途径之一。
目前国内外太阳能路面结构模型普遍采用板块单元结构，通常这种板块单元从上至下可分为表层透光保护层、中层光伏太阳能电池吸能层和底层隔水保护连接层三层结构组成。这种板块结构一般采用叠层复合实体板块结构型式，如美国Scott研制的“双层钢化玻璃板+太阳能电池”六边形板块结构，荷兰应用科学研究组织财团(TNO)的“钢化玻璃板+太阳能电池+混凝土板”矩形板块结构，法国COLAS公司的“硅树脂涂层+太阳能电池+树脂和聚合物底板”矩形板块结构等。这种实体板块结构由于直接承受行车荷载的作用，对太阳能电池板及电子元器件的抗压能力要求较高，且无法调整太阳能电池板的摆放角度。在国内，我们提出了空心板块结构型式（专利201410142523.X）。然而，板块结构的施工和养护维修较困难。因此，在太阳能路面面层厚度有限的空间内，如何考虑不同地区不同的太阳高度角和路线位置以迎合太阳光照射方位的需求，从而提高太阳能电池板的发电效率，同时实现浇筑或摊铺施工，以方便施工和养护维修，是太阳能路面有待解决的关键技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构稳定耐用、发电效率高、使用环保、便于施工的微阵列光伏电池组太阳能路面结构及其施工方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种微阵列光伏电池组太阳能路面结构，包括支撑框架和多块条形光伏太阳能电池板，所述支撑框架铺装在路面结构承重层上，各所述条形光伏太阳能电池板沿支撑框架呈间隔倾斜布置，各条形光伏太阳能电池板之间以及顶部浇注有用于固定条形光伏太阳能电池板的透光抗滑保护层。
一种基于上述的微阵列光伏电池组太阳能路面结构的施工方法，包括以下步骤：
S1：预制：根据施工范围预制好支撑框架和条形光伏太阳能电池板；
S2：铺装支撑框架：将支撑框架沿路面结构承重层进行铺装；
S3：安装条形光伏太阳能电池板：将各条形光伏太阳能电池板沿支撑框架呈间隔倾斜布置形成初始固定，条形光伏太阳能电池板的接电线与预先埋设于路面结构承重层内的线组连接并入电网；
S4：固定：在各条形光伏太阳能电池板之间以及顶部浇注一层透光抗滑保护层。
作为上述技术方案的进一步改进：
在步骤S3中，在现场按照铺设的路线走向、横坡和纵坡根据太阳高度角进行条形光伏太阳能电池板和支撑框架的组合安装。
一种基于上述的微阵列光伏电池组太阳能路面结构的施工方法，包括以下步骤：
S1：预制：根据施工范围预制好支撑框架和条形光伏太阳能电池板，并将二者由透光抗滑保护层进行浇筑成型，形成微阵列光伏太阳能路面面层；
S2：铺装：将微阵列光伏太阳能路面面层沿路面结构承重层进行铺装，相邻微阵列光伏太阳能路面面层之间预留空隙；
S3：固定：将微阵列光伏太阳能路面面层与路面结构承重层用胶结材料粘接，之后用排线管从预留空隙将条形光伏太阳能电池板的接电线导出并入电网，用胶结材料在预留空隙灌缝密封。
作为上述技术方案的进一步改进：
在步骤1中，按照铺设的路线走向、横坡和纵坡根据太阳高度角进行支撑框架和条形光伏太阳能电池板浇筑成型。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的微阵列光伏电池组太阳能路面结构，施工时，先根据施工范围预制好支撑框架和条形光伏太阳能电池板，将支撑框架沿路面结构承重层进行铺装，将各条形光伏太阳能电池板沿支撑框架呈间隔倾斜布置形成初始固定，在各条形光伏太阳能电池板之间以及顶部浇注一层透光抗滑保护层。较传统结构而言，本发明通过在支撑框架阵列集成多块呈间隔倾斜布置条形光伏太阳能电池板，其倾斜角度能匹配相应路段的最长最大的太阳光照时间，充分发挥条形光伏太阳能电池板的发电效率，有效开发利用道路太阳能清洁能源，同时透光抗滑保护层具有足够的承载能力和耐久性及优良的表面抗滑、耐磨、平整和低眩等路用性能，实现高速安全行车和高效清洁发电双重目标，并实施绿色交通和智慧交通策略，其应用前景广阔，可带来显著的经济、社会和环境效益。本发明的微阵列光伏电池组太阳能路面结构的施工方法，具备上述微阵列光伏电池组太阳能路面结构相应的技术效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中支撑框架和条形光伏太阳能电池板的立体分解结构示意图。
图3是本发明中支撑框架和条形光伏太阳能电池板的装配立体结构示意图。
图4是本发明微阵列光伏电池组太阳能路面结构的一种施工方法的流程示意图。
图5是本发明微阵列光伏电池组太阳能路面结构的另一种施工方法的流程示意图。
图中各标号表示：
1、支撑框架；2、条形光伏太阳能电池板；3、透光抗滑保护层。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1至图3示出了本发明微阵列光伏电池组太阳能路面结构的一种实施例，包括支撑框架1和多块条形光伏太阳能电池板2，支撑框架1铺装在路面结构承重层上，各条形光伏太阳能电池板2沿支撑框架1呈间隔倾斜布置，各条形光伏太阳能电池板2之间以及顶部浇注有用于固定条形光伏太阳能电池板2的透光抗滑保护层3。施工时，先根据施工范围预制好支撑框架1和条形光伏太阳能电池板2，将支撑框架1沿路面结构承重层进行铺装，将各条形光伏太阳能电池板2沿支撑框架1呈间隔倾斜布置形成初始固定，在各条形光伏太阳能电池板2之间以及顶部浇注一层透光抗滑保护层3。较传统结构而言，本发明通过在支撑框架1阵列集成多块呈间隔倾斜布置条形光伏太阳能电池板2，其倾斜角度能匹配相应路段的最长最大的太阳光照时间，充分发挥条形光伏太阳能电池板2的发电效率，有效开发利用道路太阳能清洁能源，同时透光抗滑保护层3具有足够的承载能力和耐久性及优良的表面抗滑、耐磨、平整和低眩等路用性能，实现高速安全行车和高效清洁发电双重目标，并实施绿色交通和智慧交通策略，其应用前景广阔，可带来显著的经济、社会和环境效益。
支撑框架1为工厂预制，可依据不同的公路等级、设计长度和宽度要求进行加工，支撑框架1起到固定各条形光伏太阳能电池板2角度及加固各条形光伏太阳能电池板2的作用，同时对路面结构的强度起到加筋作用，其材料可为钢丝、钢筋、土工合成材料、碳纤维或塑料等。
图1至图4示出了本发明基于上述的微阵列光伏电池组太阳能路面结构的施工方法的一种实施例，包括以下步骤：
S1：预制：根据施工范围预制好支撑框架1和条形光伏太阳能电池板2；
S2：铺装支撑框架1：将支撑框架1沿路面结构承重层进行铺装；
S3：安装条形光伏太阳能电池板2：将各条形光伏太阳能电池板2沿支撑框架1呈间隔倾斜布置形成初始固定，条形光伏太阳能电池板2的接电线与预先埋设于路面结构承重层内的线组连接并入电网；
S4：固定：在各条形光伏太阳能电池板2之间以及顶部浇注一层透光抗滑保护层3。
采用该方法，通过在支撑框架1阵列集成多块呈间隔倾斜布置条形光伏太阳能电池板2，其倾斜角度能匹配相应路段的最长最大的太阳光照时间，充分发挥条形光伏太阳能电池板2的发电效率，有效开发利用道路太阳能清洁能源，同时透光抗滑保护层3具有足够的承载能力和耐久性及优良的表面抗滑、耐磨、平整和低眩等路用性能，实现高速安全行车和高效清洁发电双重目标，并实施绿色交通和智慧交通策略，其应用前景广阔，可带来显著的经济、社会和环境效益。
本实施例中，在步骤S3中，在现场按照铺设的路线走向、横坡和纵坡根据太阳高度角进行条形光伏太阳能电池板2和支撑框架1的组合安装。这样设置，能能匹配相应路段的最长最大的太阳光照时间，充分发挥条形光伏太阳能电池板2的发电效率。
图1至图3、图5示出了本发明基于上述的微阵列光伏电池组太阳能路面结构的施工方法的另一种实施例，包括以下步骤：
S1：预制：根据施工范围预制好支撑框架1和条形光伏太阳能电池板2，并将二者由透光抗滑保护层3进行浇筑成型，形成微阵列光伏太阳能路面面层；
S2：铺装：将微阵列光伏太阳能路面面层沿路面结构承重层进行铺装，相邻微阵列光伏太阳能路面面层之间预留空隙；
S3：固定：将微阵列光伏太阳能路面面层与路面结构承重层用胶结材料粘接，之后用排线管从预留空隙将条形光伏太阳能电池板2的接电线导出并入电网，用胶结材料在预留空隙灌缝密封。
采用该方法，通过预制成整体结构的微阵列光伏太阳能路面面层，其条形光伏太阳能电池板2倾斜角度预先调节好能匹配相应路段的最长最大的太阳光照时间，充分发挥条形光伏太阳能电池板2的发电效率，有效开发利用道路太阳能清洁能源，同时透光抗滑保护层3具有足够的承载能力和耐久性及优良的表面抗滑、耐磨、平整和低眩等路用性能，实现高速安全行车和高效清洁发电双重目标，并实施绿色交通和智慧交通策略，其应用前景广阔，可带来显著的经济、社会和环境效益。
本实施例中，在步骤1中，按照铺设的路线走向、横坡和纵坡根据太阳高度角进行支撑框架1和条形光伏太阳能电池板2浇筑成型。这样设置，能能匹配相应路段的最长最大的太阳光照时间，充分发挥条形光伏太阳能电池板2的发电效率。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (5)
1.一种微阵列光伏电池组太阳能路面结构，其特征在于：包括支撑框架（1）和多块条形光伏太阳能电池板（2），所述支撑框架（1）铺装在路面结构承重层上，各所述条形光伏太阳能电池板（2）沿支撑框架（1）呈间隔倾斜布置，倾斜角度匹配相应路段的最长最大的太阳光照时间，各条形光伏太阳能电池板（2）之间以及顶部浇注有用于固定条形光伏太阳能电池板（2）的透光抗滑保护层（3），所述透光抗滑保护层（3）采用具有足够行车承载能力的透明材料浇注成型。
2.一种基于权利要求1所述的微阵列光伏电池组太阳能路面结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：预制：根据施工范围预制好支撑框架（1）和条形光伏太阳能电池板（2）；
S2：铺装支撑框架（1）：将支撑框架（1）沿路面结构承重层进行铺装；
S3：安装条形光伏太阳能电池板（2）：将各条形光伏太阳能电池板（2）沿支撑框架（1）呈间隔倾斜布置形成初始固定，条形光伏太阳能电池板（2）的接电线与预先埋设于路面结构承重层内的线组连接并入电网；
S4：固定：在各条形光伏太阳能电池板（2）之间以及顶部浇注一层透光抗滑保护层（3）。
3.根据权利要求2所述的微阵列光伏电池组太阳能路面结构的施工方法，其特征在于：在步骤S3中，在现场按照铺设的路线走向、横坡和纵坡根据太阳高度角进行条形光伏太阳能电池板（2）和支撑框架（1）的组合安装。
4.一种基于权利要求1所述的微阵列光伏电池组太阳能路面结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：预制：根据施工范围预制好支撑框架（1）和条形光伏太阳能电池板（2），并将二者由透光抗滑保护层（3）进行浇筑成型，形成微阵列光伏太阳能路面面层；
S2：铺装：将微阵列光伏太阳能路面面层沿路面结构承重层进行铺装，相邻微阵列光伏太阳能路面面层之间预留空隙；
S3：固定：将微阵列光伏太阳能路面面层与路面结构承重层用胶结材料粘接，之后用排线管从预留空隙将条形光伏太阳能电池板（2）的接电线导出并入电网，用胶结材料在预留空隙灌缝密封。
5.根据权利要求4所述的微阵列光伏电池组太阳能路面结构的施工方法，其特征在于：在步骤S 1中，按照铺设的路线走向、横坡和纵坡根据太阳高度角进行支撑框架（1）和条形光伏太阳能电池板（2）浇筑成型。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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