CN108809208B - 一种路面能量收集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种路面能量收集装置，包括基底、光伏发电模块和压电发电模块；所述光伏发电模块，安装于基底的表面，用于收集路面光照进行发电；所述压电发电模块，安装于所述光伏发电模块与基底围合形成的腔体内，用于收集路面上经光伏发电模块传递的压力进行发电。本发明的路面能量收集装置具有结构简单紧凑、发电量大、发电效率高等优点。
Description
技术领域
本发明主要涉及光伏发电技术领域，特指一种路面能量收集装置。
背景技术
随着全球光伏行业的发展以及对清洁能源的强烈需求，全球各国都对能够铺设于人行道路上的地面光伏发电模块展开了探索性的研究与工程化探索。目前，国内外地面光伏发电模块主要分为四类：美国的六角光伏树脂砖、荷兰的光伏混凝土板、法国的Wattway直埋式光伏板、西班牙的方形光伏塑料砖。上述四类地面光伏发电模块依然停留在概念和试验阶段，并存在许多设计缺陷。例如：美国的六角光伏树脂砖路面易透水、接缝大、容易松动；荷兰的光伏混凝土板体积大、拼接施工困难；法国的Wattway直埋式光伏板表面防护性差、在使用过程中容易损坏；西班牙的方形光伏塑料砖基座采用塑料制品，铺装后路面不平整、容易损坏、耐候性差。此外，上述四类地面光伏发电模块只能依靠太阳能发电，能量来源单一。因此，发电效率较低，投资成本高、投资回收期太长，难以实现在人行路面的大面积推广。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、发电量大、发电效率高的路面能量收集装置。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种路面能量收集装置，包括基底、光伏发电模块和压电发电模块；
所述光伏发电模块，安装于基底的表面，用于收集路面光照进行发电；
所述压电发电模块，安装于所述光伏发电模块与基底围合形成的腔体内，用于收集路面上经光伏发电模块传递的压力进行发电。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述光伏发电模块包括抗滑保护层、光伏发电层和绝缘支撑层，所述抗滑保护层、光伏发电层和绝缘支撑层从上至下依次布置形成整体。
所述抗滑保护层为具有防滑高透特性的钢化玻璃或者压纹透光混凝土；所述绝缘支撑层为镀有反射膜的钢化玻璃；所述光伏发电层为柔性太阳能电池。
所述基底的周侧设置有环形台阶，所述光伏发电模块搭接并粘贴在所述环形台阶上。
所述压电发电模块包括压电板、整流单元和DC转化单元；所述压电板安装于所述光伏发电模块的背面，所述整流单元和DC转化单元安装于所述压电板与基底之间的腔体内。
所述压电板与基底之间的腔体内还设置有支撑块，用于支撑压电板以及光伏发电模块。
所述支撑块为铝蜂窝板。
所述压电板为压电晶体或混合有压电晶体粉末的混凝土制成的压电板，内部浇筑有金属网电极或石墨电极。
所述基底的周侧设置有与相邻基底配合安装的卡槽或卡块；所述卡槽和卡块的中部呈中空状，用于形成凹槽，所述凹槽内设置有榫块。
所述基底为陶土或纤维增强发泡水泥或混凝土制成的基底。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的路面能量收集装置，将光伏发电模块和压电发电模块集成在同一基底上；在有光照的情况下，光伏发电模块进行光伏发电，在有人或车经过时，由压电发电模块进行发电；发电量大，发电效率高；而且将光伏发电模块与压电发电模块有机组装在同一个基底上，整体结构简单紧凑。
本发明的路面能量收集装置，防水基座采用陶土或纤维增强发泡水泥或混凝土，可直接在紧实路面用水泥进行铺装贴合，施工非常方便，铺装后的路面平整无缝隙、耐候性好、不易损坏。
本发明的路面能量收集装置，采用整体封装的形式，结构紧凑、强度高、成本低，拼接灵活、施工运输方便，非常适合工程化铺装应用。
附图说明
图1为本发明的俯视结构示意图。
图2为本发明的剖视结构示意图。
图3为本发明在具体应用时的实施例图。
图中标号表示：1、基底；101、环形台阶；102、腔体；103、卡槽；104、卡块；105、凹槽；106、榫块；2、光伏发电模块；201、抗滑保护层；202、光伏发电层；203、绝缘支撑层；3、压电发电模块；301、压电板；302、整流单元；303、DC转化单元；4、支撑块。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1至图3所示，本实施例的路面能量收集装置，包括基底1、光伏发电模块2和压电发电模块3；其中基底1铺设于路面上，呈内凹状；光伏发电模块2，安装于基底1的表面，用于收集路面光照进行发电；压电发电模块3，安装于光伏发电模块2与基底1围合形成的腔体102内，用于收集路面上经光伏发电模块2传递的压力（人或车施加的重力）进行发电。本发明的路面能量收集装置，将光伏发电模块2和压电发电模块3集成在同一基底1上；在有光照的情况下，光伏发电模块2进行光伏发电，在有人或车经过时，由压电发电模块3进行发电，发电量大，发电效率高；而且将光伏发电模块2与压电发电模块3有机组装在同一个基底1上，结构简单紧凑。
如图2所示，本实施例中，光伏发电模块2包括抗滑保护层201、光伏发电层202和绝缘支撑层203，抗滑保护层201、光伏发电层202和绝缘支撑层203从上至下依次布置形成整体，结构简单。其中抗滑保护层201为具有防滑高透特性的超薄钢化玻璃或者压纹透光混凝土，即保证路面的防滑性，同时具有较强的透光性，保证光伏发电层202的正常发电；绝缘支撑层203为镀有反射膜的超薄钢化玻璃，能够对光伏发电层202有一定的支撑作用以及绝缘作用，同时反射膜将部分光线进行反射，进一步提高发电量；光伏发电层202为柔性太阳能电池。在基底1的周侧设置有环形台阶101，光伏发电模块2则搭接并通过黑色中性硅酮结构胶粘贴在环形台阶101上，拆装方便。
如图2所示，本实施例中，压电发电模块3包括压电板301、整流单元302和DC转化单元303；压电板301粘贴于光伏发电模块2的背面，整流单元302和DC转化单元303安装于压电板301与基底1之间的腔体102内。具体地，压电板301为压电晶体或混合有压电晶体粉末的混凝土制成的压电板301，内部浇筑有金属网电极或石墨电极。压电板301同样搭接并通过黑色中性硅酮结构胶粘贴在基底1的另一环形台阶101上。另外，在压电板301与基底1之间的腔体102内还设置有支撑块4（如铝蜂窝板），用于支撑压电板301以及光伏发电模块2，避免重物将光伏发电模块2和压电板301压坏，同时其也用于整流单元302和DC转化单元303的辅助散热，其中整流单元302和DC转化单元303位于腔体102的中部，铝蜂窝板位于整流单元302和DC转化单元303的周侧，并且铝蜂窝板的上表面从周侧向中部向下倾斜，保证压电板301的正常受力。当光伏发电模块2上受到压力时，传递至压电板301，使压电板301变形而产生压电效应，进行压电发电；在此过程中，由于光伏发电层202采用超薄柔性太阳能电池，一定范围内的变形不会损坏太阳能电池以及影响太阳能电池的效率；其中未受到压力的情况下，铝蜂窝板的上表面与压电板301不是紧密贴合，而是保留一定的间隙，即提供压电板301一定的变形空间，但间隙又不会大到让压电板301变形过大，从而避免光伏发电模块2或压电板301损坏。其中基底1可以设置有一个或多个腔体102，从而可以安装一个或多个光伏发电模块2和压电发电模块3，本实施例中优选采用四个腔体102。
如图1和图3所示，本实施例中，基底1为纤维增强发泡水泥制成的基底。基底1的周侧设置有与相邻基底1配合安装的卡槽103或卡块104；相邻基底1之间通过卡槽103与卡块104相互配合进行拼装，拼接灵活；另外，卡槽103和卡块104的中部均呈中空状，用于形成凹槽105，凹槽105内设置有榫块106，榫块106呈中空方形，通过榫块106能够确保整体光伏发电模块2的平整性，同时榫块106中空的腔体内也可用于走线。通过以上整体封装的形式，使得整体结构简单紧凑、强度高、成本低、拼接灵活、施工运输方便，适合工程化铺装应用。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种路面能量收集装置，其特征在于，包括基底（1）、光伏发电模块（2）和压电发电模块（3）；
所述光伏发电模块（2），安装于基底（1）的表面，用于收集路面光照进行发电；
所述压电发电模块（3），安装于所述光伏发电模块（2）与基底（1）围合形成的腔体（102）内，用于收集路面上经光伏发电模块（2）传递的压力进行发电；
所述压电发电模块（3）包括压电板（301）、整流单元（302）和DC转化单元（303）；所述压电板（301）安装于所述光伏发电模块（2）的背面，所述整流单元（302）和DC转化单元（303）安装于所述压电板（301）与基底（1）之间的腔体（102）内；
所述压电板（301）与基底（1）之间的腔体（102）内还设置有支撑块（4），用于支撑压电板（301）以及光伏发电模块（2）；
所述支撑块（4）为铝蜂窝板；
所述整流单元（302）和DC转化单元（303）位于腔体（102）的中部，铝蜂窝板位于整流单元（302）和DC转化单元（303）的周侧，并且铝蜂窝板的上表面从周侧向中部向下倾斜以保证压电板（301）的正常受力；
所述压电板（301）为压电晶体或混合有压电晶体粉末的混凝土制成的压电板（301），内部浇筑有金属网电极或石墨电极。
2.根据权利要求1所述的路面能量收集装置，其特征在于，所述光伏发电模块（2）包括抗滑保护层（201）、光伏发电层（202）和绝缘支撑层（203），所述抗滑保护层（201）、光伏发电层（202）和绝缘支撑层（203）从上至下依次布置形成整体。
3.根据权利要求2所述的路面能量收集装置，其特征在于，所述抗滑保护层（201）为具有防滑高透特性的钢化玻璃或者压纹透光混凝土；所述绝缘支撑层（203）为镀有反射膜的钢化玻璃；所述光伏发电层（202）为柔性太阳能电池。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的路面能量收集装置，其特征在于，所述基底（1）的周侧设置有环形台阶（101），所述光伏发电模块（2）搭接并粘贴在所述环形台阶（101）上。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的路面能量收集装置，其特征在于，所述基底（1）的周侧设置有与相邻基底（1）配合安装的卡槽（103）或卡块（104）；所述卡槽（103）和卡块（104）的中部呈中空状，用于形成凹槽（105），所述凹槽（105）内设置有榫块（106）。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的路面能量收集装置，其特征在于，所述基底（1）为陶土或纤维增强发泡水泥或混凝土制成的基底。
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