CN109440569A - 一种光能路面 - Google Patents

Abstract

本专利公开了一种光能路面，属于太阳能发电领域，解决了现有技术中光能路面供电不足和应用时对基础路面改装困难的问题，提出了以下解决方法：包括可由各种光能板，通过光能板的组装达到光能路面的适应路况铺设，光能板包括抓地可靠的底板、有效防止漏电的保护机构、进行光电转化的电池片、透光性高的EVA板和透明的面板。本发明可用于城市道路的改建，城市建筑外墙的建设，在对光照产能的同时也保证了高速公路的汽车行驶安全等。

Description

一种光能路面

技术领域

本发明涉及太阳能发电领域，特别涉及光能路面。

背景技术

目前，太阳能在道路工程中的应用，主要是将光伏太阳能电池板安装在路面以外，如灯柱、防撞墙、幕墙、声屏障等结构物上，用于交通信号灯、导示系统、监控系统、路灯及照明系统等供电，但这些方式收集的太阳能有限，并没有充分利用广阔的路面资源。

此外，国内外在太阳能光伏路面上的技术仍然不够成熟，表面钢化玻璃抗滑能力不足，行驶车辆容易发生侧滑；布设于路表面的光伏太阳能电池板在承受车辆碾压时容易发生破坏，导致路面丧失发电功能。

为此，中国专利206887678U提供了一种太阳能光伏路面，包括地基基础层、第一钢化玻璃层、光伏太阳能电池板、第二钢化玻璃层、温度控制装置，其中：光伏太阳能电池板封装于第一钢化玻璃层和第二钢化玻璃层之间，第一钢化玻璃层和第二钢化玻璃层均为正六边形双层夹胶玻璃，且第二钢化玻璃层的上表面有耐磨层，第二钢化玻璃层内装有LED灯和加热条，加热条与温度控制装置相连，所述第一钢化玻璃层和第二钢化玻璃层通过螺钉固定在地基基础层上，光伏太阳能电池板为单晶硅光伏电池或多晶硅光伏电池。

上述方案中，解决了光伏太阳能电池板容易被压坏的问题，但是还存在改装困难的问题。现有的路面多数为水泥沥青路面，要想安装上述太阳能光伏路面，施工人员就必须要破坏当前路面，进行大幅度的休整，这样的话，道路改建的工期会延长，而且对交通也会造成较大的影响。因此，提供一种能够在现有道路上简单铺设的光能路面是值得研究的。

发明内容

本发明意在提供一种光能路面，以解决现有的光能路面铺设时，对已有道路工程量过大的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：一种光能路面，包括多组可自由拼合的光能板，所述光能板包括板体、位于板体上方的面板和环绕板体的塑形支撑框，所述塑形框由填充胶构成，包括从内到外倾斜向下单向出水的排水孔，所述面板包括透明胶体和均匀分布在透明胶体上的透明颗粒，所述板体包括底板和进行光电转化的电池片，底板的底部设有若干呈经脉网状分布的凸起。

基础方案的原理及有益效果如下：本方案中，光能路面的搭建是由多组光能板拼凑而成，根据路面情况，施工人员可以选择不同的光能板铺设在路面上，以保证光能板的合理铺设。并且每个光能板都是独立的，因此在进行光能路面的维修时，维修人员仅需将对应的故障光能板取出，并进行更换即可；相比原先要更换大块路面甚至损坏地基重新铺设而言，本方案的光能路面后续维护成本更低。并且，在对基础公路进行改造时，本方案也无需翻开地基，仅需在现有路面上铺设光能路面即可，相比现有技术中，先要翻开地基，然后再将地面整平，最后再铺设光能路面而言，本方案在公路改造方面更加快速高效。

本方案中，光能板中底板的底部设有凸起，这些凸起呈经脉网状分布，增强光能路面在铺设时的抓地能力，保证底板铺设在平坦路面时不会打滑，且车辆经过时，减少光能路面翘起的概率；同时这些网状分布的凸起也会增加底板与路面之间粘接时的表面积，提高粘合能力；并且凸起采用经脉网状的方式形成一定的细纹，这些经脉状的细纹也会提高底板的刚性，提高底板的抗压能力。

本方案中，进行光电转化的电池片上方为包括透明胶体和透明颗粒的面板，所以面板整体是透明的，保证了面板的透光性；因此电池片能够充分接收到面板上方的太阳能，从而转化为电能；而面板上的透明颗粒，也是为了增大车辆行驶时，车轮与光能板之间的摩擦力，避免的打滑。

本方案中，塑形框中的排水孔是倾斜向下且单向通过的，所以本方案中的光能板受热后空内部空气膨胀，这些膨胀的空气可以通过排水孔排出，从而散放热能；并且塑形框中的积水也能够通过排水孔流出，而光能板外部的积水并不会通过排水孔进入到塑形框的内部；因此，本方案使得光能板居然有散热、排水和防水的功能。

进一步的，所述光能板包括EVA板。

EVA全名为乙烯-醋酸乙烯共聚物，本方案中的EVA板是一种密闭泡孔结构，具有一定的防震缓冲性能和隔音性能，为EVA板下方的结构提供受力缓冲和隔绝剩余减少声音共振概率，有效保护光能板的整体结构；同时EVA板的透光性和透气性均优于现有技术中常用的PE板，因此，本方案中使用EVA板，电池片能够接收到更多的太阳能，提高了整体光能板的光电转化率，也加大了光能板工作时的散热效率；此外，在进行整个光能板的压制时，EVA板能够受热融化提高粘着性。

进一步的，所述透明胶体为硬度大于85a的柔性透明胶，且能够在常温下固化。

本方案中，由透明胶体和透明颗粒构成的面板在常温下固化，且不容易变形，因此保证由光能板构成的光能路面的平整性。

进一步的，所述光能板包括绝缘板和漏电自动保护机构。

本方案中，漏电自动保护机构在对电池片的能量进行监控，避免漏电时间的发生，同时位于电池片和底板/面板之间的绝缘板也保证了电池片周围的用电安全。

进一步，所述透明颗粒伸出透明胶体部分呈圆弧状。

本方案中，透明颗粒伸出透明胶体部分能够与光能路面上的轮胎相接触。

附图说明

图1是本发明一种光能路面的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：底板1、第一模板2、绝缘板3、第一EVA板4、电池片5、第二EVA板6、第二模板7、塑胶板8、面板9。

本发明中的光能路面包括多组可自由拼合的光能板，光能板可制成各种形状以应对不同的路面。在对路面进行铺设的时候，施工人员可以选用不同形状的光能板来构成光能路面。例如在直线车道上铺设光能路面，就可以采用长方形的光能板铺设，而在对环岛车道上铺设光能路面时，施工人员就可以选用扇形的光能板进行铺设。

光能板包括板体、位于板体上方的面板9和环绕板体的塑形支撑框。塑形框由支撑件和填充胶构成，制作时是在一个环形凹槽模具中浇筑填充胶，在浇筑填充胶的时候留下数个从内向外倾斜向下的排水孔，其中排水孔的设置为，在支撑件上连接排水管，这些排水管从内向外倾斜设置，排水管中间的空间就是排水孔。本方案中，采用塑形支撑框中填充胶固化来承接光能路面上车辆的碾压；而车辆碾压时也会使得固化的胶体产生轻微延展，当车辆驶离后，该固化胶体能够复原，因此塑形支撑框的填充胶需要一种高硬度的柔性胶，如透明沥青胶。在排水孔的侧壁上设置挡块和固定轴，固定轴设置在挡块的外部，固定轴上套接可以固定轴为轴心摆动的摆板。该摆板在重力的作用下能够将排水孔堵住，同时随着塑形框内的水/空气沿着排水孔向外流动，摆板能够向外摆动，从而打开排水孔，使得塑形框内的水/空气顺利进入塑形框的外界；而挡块是位于摆板靠近塑形框内的一侧，所以当塑形框外的空气/水推动摆板向塑形框内摆动时，摆板会被挡板给挡住，也就是说，挡板此时是无法打开排水孔的。所以该塑形框中的排水孔可以实现单向排水、散热和放置外界水进入的作用。并且从内向外倾斜向下的排水孔设计，有利于塑形框内部水的排放。

面板9包括透明胶体和均匀分布在透明胶体上的透明颗粒。透明颗粒可以采用塑胶透明颗粒，也可以采用细小玻璃块，在保证透光性的同时，也增大面板9和汽车轮胎的摩擦力，有利于汽车驾驶，避免光能路面上的汽车打滑。透明胶体可以采用透明沥青胶，也可以采用TPU材料。这里TPU材料制备的面板9，优选为重庆中宇智慧光能科技有限公司研制的中宇1808胶。该胶不溶于水、不与水发生反应、耐酸碱、硬度在85a以上，是一种柔性透明材料，且断裂伸长率在25％以上，具有一定的自我恢复能力，并且能够在-20到80摄氏度的环境下正常工作；当透明颗粒为玻璃颗粒时，该胶的粘连性相比同价位的其他此类产品更好。因此，面板中透明胶体和透明颗粒的最优组合为，透明胶体采用中宇51胶，而透明颗粒采用玻璃。这里透明颗粒的顶端被打磨成圆弧状，在保证车辆轮胎与光能路面接触时不会被该透明颗粒刺坏或刺穿；同时圆弧状也便于路面清洁人员进行清洁，不会出现灰尘的聚集在角落的情况。

板体从上到下依次包括塑胶板8、第二模板7、第二EVA板6、电池片5、第一EVA板4、绝缘板3、第一模板2和底板1。第一EVA板4和第二EVA板6均为是一种密闭泡孔结构，具有一定的防震缓冲性能和隔音性能，用两个EVA板夹持电池片5，为车辆经过光能板时电池片提供手里缓冲，避免电池片碎裂；同时该EVA板也起到一定的隔音作用，避免电池片共振从而破裂；并且，EVA板的透光性和透气性均优于现有技术中常用的PE板，因此，本方案中使用EVA板，电池片能够接收到更多的太阳能，提高了整体光能板的光电转化率，也加大了光能板工作时的散热效率；此外，在进行整个光能板的压制时，EVA板能够受热融化提高粘着性，保证“绝缘板3-第一EVA板4-电池片5”和“电池片5-第二EVA板6-第二模板7”的连接稳定。

同时绝缘板3的存在也避免了电池片5中电能的流失，这里绝缘板3采用申请号201270407466.X专利名为《光伏组件用汇流条及其组件》中所提出的绝缘材料层，也就是说，本方案中的绝缘板3可以采用绝缘漆，在保证绝缘层能够阻挡电池片中的电能外泄的同时，也使得绝缘层变得轻薄，使得光能路面整体变薄，便于光能路面中光能板的运输和铺设。光催化板可以采用申请号为201110330789.3专利名《一种纳米颗粒光催化板及其制备方法与应用》中所制作的光催化板。

底板1的底部设有凸起，这些凸起呈经脉网状分布，增强光能路面在铺设时的抓地能力，保证底板铺设在平坦路面时不会打滑，且车辆经过时，减少光能路面翘起的概率；同时这些网状分布的凸起也会增加底板与路面之间粘接时的表面积，提高粘合能力；并且凸起采用经脉网状的方式形成一定的细纹，这些经脉状的细纹也会提高底板的刚性，提高底板的抗压能力。

此外，塑胶板8采用透明塑料制成，可以根据不同的路面情况采用不同颜色的透明塑料，从而达到改变整个光能板形状的效果。第二模板7和第一模板2均采用透明带网孔的连接膜，其中位于上方的第二模板7的网孔大于第一模板2的网孔，便于光能板上方的阳光穿过构成第二模板7的网孔，从而透过第二EVA板照射到电池片上，使得电池片能够接收到更多的太阳能，提高电池片的能量转化效率。此外本方案中的连接膜是由胶状材料固化而来，当连接膜受热后会融化为胶状，因此在整个光能板压制的时候，第一模板2会融化从而将底板1和绝缘板3粘连在一起，第二模板7会受热融化将第二EVA板和塑胶板粘连在一起。

因此，进行光电转化的电池片5上方为包括透明胶体和透明颗粒的面板9、塑胶板8、第二模板7，所以面板9整体是透明的，保证了面板9的透光性；因此电池片5能够充分接收到面板9上方的太阳能，从而转化为电能。

此外，本方案中光能板上还设有漏电自动保护机构，该漏电自动保护机构包括漏电电流检测器、控制器和用于与外界服务器信号连接的信号发射器，其中漏电电流检测器可以采用申请号201820208266.9专利名《分布式光伏发电站漏电保护装置》中的漏电电流检测器。漏电电流检测器针对电池片5的四周进行检测，当检测到有电流溢出，即电池片5产生漏电时，控制器控制信号发射器向外界服务器发送漏电报警信号，供外界服务器的工作人员通知维修人员进行漏电检测维修。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.一种光能路面，其特征在于：包括多组可自由拼合的光能板，所述光能板包括板体、位于板体上方的面板和环绕板体的塑形支撑框，所述塑形框由填充胶构成，包括从内到外倾斜向下单向出水的排水孔，所述面板包括透明胶体和均匀分布在透明胶体上的透明颗粒，所述板体包括底板和进行光电转化的电池片，底板的底部设有若干呈经脉网状分布的凸起。

2.根据权利要求1所述的一种光能路面，其特征在于：所述光能板包括EVA板。

3.根据权利要求1所述的一种光能路面，其特征在于：所述透明胶体为硬度大于85a的柔性透明胶，且能够在常温下固化。

4.根据权利要求1所述的一种光能路面，其特征在于：所述光能板包括绝缘板和漏电自动保护机构。

5.根据权利要求1所述的一种光能路面，其特征在于：所述透明颗粒伸出透明胶体部分呈圆弧状。