CN117277938A - 一种路面利用光伏发电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种路面利用光伏发电装置，涉及发电装置技术领域，解决了不具备清洁功能，在使用一段时间后发电板上容易沾染灰尘，此时会影响发电效果，而不能够通过结构上的改进实现雨天蓄水，以及通过雨水实现后续光伏板的清洁的问题，同时，解决了现有的路面利用光伏板的稳固性和防滑性能较差的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及发电装置技术领域，特别涉及一种路面利用光伏发电装置。
背景技术
路面作为现代城市重要的基础设施，可占城市地表面积的30％-45％，因其常年暴2露于太阳直射之下，城市路面吸收的太阳辐射能量巨大，在夏季每天可达40MJ/m；可见，路面空间收集和利用太阳能的潜力巨大，可见其十分适合在太阳辐射强度较强时对太阳能进行收集利用。
如申请号：CN202110249189.8，本申请为太阳能光伏光热一体化路面预制构件及发电系统，属于道路材料领域，是为解决传统路面存在城市热岛效应、路面热老化的缺陷所提出，预制构件包括太阳能光伏收集结构和光热转换结构，太阳能光伏收集结构包括透明耐磨面板、太阳能电池片和导热背板，太阳能电池片封装在透明耐磨面板和导热背板之间，光热转换结构用来对太阳能光伏收集结构进行降温散热，光热转换结构包括集热管和面层，集热管埋设在面层内，且集热管的顶壁与导热背板贴合；发电系统包括由路面预制构件构成的路面，路面与汇流装置、并网逆变器或充电控制器、蓄电池和离网电源连接。本申请在基本路面功能的基础上，利用太阳能光伏收集结构产生绿色电力，还集成了热电联供的功能。
类似于上述申请的路面发电装置来说，其虽然能够实现发电，但是其不具备清洁功能，在使用一段时间后发电板上容易沾染灰尘，此时会影响发电效果，而不能够通过结构上的改进实现雨天蓄水，以及通过雨水实现后续光伏板的清洁。此外，路面光伏板的稳固性和防滑性一直是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种路面利用光伏发电装置，解决了不具备清洁功能，在使用一段时间后发电板上容易沾染灰尘，此时会影响发电效果，而不能够通过结构上的改进实现雨天蓄水，以及通过雨水实现后续光伏板的清洁的问题，同时，解决了现有的路面利用光伏板的稳固性和防滑性能较差的技术问题。
本申请一种路面利用光伏发电装置的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：
本申请提供了一种路面利用光伏发电装置，具体包括：地基和清理机构；
所述地基上安装有光伏板；清理机构和收集组件均安装在道路两侧的山坡上。
进一步的，所述光伏板与太阳能转换设备相连接，光伏板由下层光伏芯片及上层钢化玻璃组成，光伏板顶端面呈线性阵列状开设有凹槽，凹槽为半圆柱形结构，通过凹槽能够提高光伏板的采光效果。钢化玻璃的厚度为6-8mm，所述呈线性阵列状开设有凹槽的开设间距为30-40cm，凹槽直径3-5cm。
进一步的，所述清理机构由电动缸、收集座、清洁块、第一通孔和清理杆构成，电动缸固定在山坡内的泥土中，电动缸上右侧一端安装有一个收集座，收集座底端面黏附有清洁块，清洁块与光伏板顶端面接触。
进一步的，所述电动缸右端面呈线性阵列状焊接有清理杆，清理杆与凹槽卡接，清理杆为凹槽的清理件。
进一步的，所述收集座内壁底端面呈线性阵列状开设有第一通孔，第一通孔为圆形孔状结构，第一通孔与清洁块接触，当需要对光伏板顶端面清洁时，直接控制电动缸伸展即可，当电动缸伸展时，能够带动收集座以及清洁块向右移动，此时通过清洁块可完成光伏板的擦拭清洁，与此同时，因清理杆与凹槽卡接，那么通过清理杆可完成凹槽的同步清洁；当需要提高清理效果时，可在收集座内添加水分，此时水分会通过第一通孔处流到清洁块上，此时清洁块被打湿，此时可提高光伏板的清洁效果。
进一步的，所述收集组件由蓄水箱、固定座、地钉、挡板、遮挡座和第二通孔构成，蓄水箱上固定有两个固定座，每个固定座均通过两个地钉固定在山坡上。
进一步的，所述蓄水箱内滑动连接有一个挡板，挡板为“工”字形结构，挡板为泡沫材质。
进一步的，所述挡板上方一端固定有两个遮挡座，两个遮挡座均为凹形结构，两个遮挡座共同组成了蓄水箱内水分的遮挡结构。
进一步的，所述蓄水箱为长方形箱状结构，蓄水箱内壁底端面呈线性阵列状开设有第二通孔，当雨天来临时，通过蓄水箱可实现雨水的收集，在雨水收集后，雨水与挡板接触后，会流到蓄水箱内，此时通过挡板和遮挡座的遮挡下可降低蓄水箱内雨水的蒸发。
进一步的，所述蓄水箱上安装有阻挡组件，阻挡组件由弹簧杆和阻挡板构成，弹簧杆共设有两根，两根弹簧杆均固定在蓄水箱的右端面，两根弹簧杆右侧一端均与阻挡板固定，阻挡板顶端面与蓄水箱底端面接触，当两根所述弹簧杆弹性伸展时在阻挡板的阻挡下第二通孔呈遮挡状态。
进一步的，所述阻挡板与收集座位置对正，当电动缸伸展时收集座与阻挡板左端面接触，当需要将蓄水箱内的水分添加到收集座内时，控制电动缸伸展，当收集座与阻挡板接触后并挤压阻挡板时，此时蓄水箱内的水分可通过第二通孔处流到第收集座内部，当收集座往复移动时可实现光伏板加水后的清洁。
有益效果
1.本申请能够实现光伏板的擦拭清洁，且在擦拭清洁的时候能够自动注水，提高了擦拭清洁效果，并且在擦拭清洁的通过能够实现凹槽处杂物的清理，实用性高。
2.本申请能够在雨天进行蓄水，且在蓄水完成后能够降低雨水的蒸发，最终能够保证有充足的水分进行清洁，实用性高。
3.本申请能够在电动缸往复伸缩实现擦拭的过程中自动实现收集座内水分的补充，且不需要其他电动元件，节省了成本，且提高了结构性和实用性。
4.本申请呈线性阵列状开设有凹槽提高光伏板的结构强度，且配合本申请巧妙设计的与呈线性阵列的凹槽配合使用的清洁装置结构，可最大程度提高光伏板的采光效果。通过凹槽还能够起到防滑作用，避免了车辆行驶在光伏板上导致打滑，进而出现安全事故。通过人工模拟车辆行驶对光伏路面的力学性能及强度的影响，我们通过调整不同规格的光伏板强度，得出了钢化玻璃的厚度为6-8mm，呈线性阵列状开设有凹槽的开设间距为30-40cm，凹槽直径3-5cm时的路面的屈服强度效果最好，对车辆的屈服强度的数值增高，说明材料的抗脆断强度在降低，脆断危险性增加，本申请的半圆柱形凹槽比长方体凹槽的屈服强度低，配合使用呈线性阵列状开设后的光伏板效果更优。最大弯拉应变数值越高说明路面稳定性越强，试验得出本申请光伏路面的钢化玻璃厚度及凹槽开设规格下，最大弯拉应变数值最大，说明其在不影响光伏发电的同时，实现了路面性能的稳定性的加强。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
下面描述中的附图仅仅涉及本申请的一些实施例，而非对本申请的限制。
在附图中：
图1是本申请路面利用光伏发电装置的主视结构示意图。
图2是本申请路面利用光伏发电装置的轴视结构示意图。
图3是本申请图2的A处放大结构示意图。
图4是本申请路面利用光伏发电装置的轴视拆分结构示意图。
图5是本申请图4局部剖开后的轴视结构示意图。
图6是本申请图5的B处放大结构示意图。
图7是本申请图5的C处放大结构示意图。
图8是本申请阻挡组件的轴视结构示意图。
附图标记列表
1、地基；2、光伏板；201、凹槽；3、清理机构；301、电动缸；302、收集座；303、清洁块；304、第一通孔；305、清理杆；4、收集组件；401、蓄水箱；402、固定座；403、地钉；404、挡板；405、遮挡座；406、第二通孔；5、阻挡组件；501、弹簧杆；502、阻挡板。
具体实施方式
为了使得本申请的技术方案的目的、方案和优点更加清楚，下文中将结合本申请的具体实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。除非另有说明，否则本文所使用的术语具有本领域通常的含义。附图中相同的附图标记代表相同的部件。
实施例一：
请参考图1至图8：
本申请提出了一种路面利用光伏发电装置，包括：地基1和清理机构3；
地基1上安装有光伏板2，地基1位于路面的中心位置；清理机构3和收集组件4均安装在道路两侧的山坡上。
其中，光伏板2与太阳能转换设备相连接，光伏板2由下层光伏芯片及上层钢化玻璃组成，光伏板2顶端面呈线性阵列状开设有凹槽201，凹槽201为半圆柱形结构，通过凹槽201能够提高光伏板2的采光效果，此处是在一片一片的光伏板上开设的凹槽，用以实现采光面积的扩展。钢化玻璃的厚度为6mm，所述呈线性阵列状开设有凹槽201的开设间距为35cm，凹槽直径3cm。
其中，清理机构3由电动缸301、收集座302、清洁块303、第一通孔304和清理杆305构成，电动缸301固定在山坡内的泥土中，电动缸301上右侧一端安装有一个收集座302，收集座302底端面黏附有清洁块303，清洁块303与光伏板2顶端面接触。
其中，电动缸301右端面呈线性阵列状焊接有清理杆305，清理杆305与凹槽201卡接，清理杆305为凹槽201的清理件。
其中，收集座302内壁底端面呈线性阵列状开设有第一通孔304，第一通孔304为圆形孔状结构，第一通孔304与清洁块303接触，当需要对光伏板2顶端面清洁时，直接控制电动缸301伸展即可，当电动缸301伸展时，能够带动收集座302以及清洁块303向右移动，此时通过清洁块303可完成光伏板2的擦拭清洁，与此同时，因清理杆305与凹槽201卡接，那么通过清理杆305可完成凹槽201的同步清洁；当需要提高清理效果时，可在收集座302内添加水分，此时水分会通过第一通孔304处流到清洁块303上，此时清洁块303被打湿，此时可提高光伏板2的清洁效果。
如图5所示，还包括：收集组件4，收集组件4由蓄水箱401、固定座402、地钉403、挡板404、遮挡座405和第二通孔406构成，蓄水箱401上固定有两个固定座402，每个固定座402均通过两个地钉403固定在山坡上。
其中，蓄水箱401内滑动连接有一个挡板404，挡板404为“工”字形结构，挡板404为泡沫材质。
其中，挡板404上方一端固定有两个遮挡座405，两个遮挡座405均为凹形结构，两个遮挡座405共同组成了蓄水箱401内水分的遮挡结构。
其中，蓄水箱401为长方形箱状结构，蓄水箱401内壁底端面呈线性阵列状开设有第二通孔406，当雨天来临时，通过蓄水箱401可实现雨水的收集，在雨水收集后，雨水与挡板404接触后，会流到蓄水箱401内，此时通过挡板404和遮挡座405的遮挡下可降低蓄水箱401内雨水的蒸发。
如图5所示，还包括：阻挡组件5，蓄水箱401上安装有阻挡组件5，阻挡组件5由弹簧杆501和阻挡板502构成，弹簧杆501共设有两根，两根弹簧杆501均固定在蓄水箱401的右端面，两根弹簧杆501右侧一端均与阻挡板502固定，阻挡板502顶端面与蓄水箱401底端面接触，当两根弹簧杆501弹性伸展时在阻挡板502的阻挡下第二通孔406呈遮挡状态。
其中，阻挡板502与收集座302位置对正，当电动缸301伸展时收集座302与阻挡板502左端面接触，当需要将蓄水箱401内的水分添加到收集座302内时，控制电动缸301伸展，当收集座302与阻挡板502接触后并挤压阻挡板502时，此时蓄水箱401内的水分可通过第二通孔406处流到第收集座302内部，当收集座302往复移动时可实现光伏板2加水后的清洁。
本实施例的具体使用方式与作用：
前提条件在没有车辆行驶的时候进行清洁，当需要对光伏板2顶端面清洁时，直接控制电动缸301伸展即可，当电动缸301伸展时，能够带动收集座302以及清洁块303向右移动，此时通过清洁块303可完成光伏板2的擦拭清洁，与此同时，因清理杆305与凹槽201卡接，那么通过清理杆305可完成凹槽201的同步清洁；当需要提高清理效果时，可在收集座302内添加水分，此时水分会通过第一通孔304处流到清洁块303上，此时清洁块303被打湿，此时可提高光伏板2的清洁效果；当需要将蓄水箱401内的水分添加到收集座302内时，控制电动缸301伸展，当收集座302与阻挡板502接触后并挤压阻挡板502时，此时蓄水箱401内的水分可通过第二通孔406处流到收集座302内部，当收集座302往复移动时可实现光伏板2加水后的清洁；在雨水收集后，雨水与挡板404接触后，会流到蓄水箱401内，此时通过挡板404和遮挡座405的遮挡下可降低蓄水箱401内雨水的蒸发。
试验例1
实施例一的结构上，仅替换了光伏板的钢化玻璃的厚度8mm。
试验例2
实施例一的结构上，仅替换了光伏板的钢化玻璃的厚度5mm。
试验例3
实施例一的结构上，仅替换了呈线性阵列状开设有凹槽的开设间距为30cm，凹槽直径3cm。
试验例4
实施例一的结构上，仅替换了呈线性阵列状开设有凹槽的开设间距为40cm，凹槽直径3cm。
试验例5
实施例一的结构上，仅替换了呈线性阵列状开设有凹槽的开设间距为45cm，凹槽直径3cm。
试验例6
实施例一的结构上，仅替换了呈线性阵列状开设有凹槽成长方体结构，凹槽宽3cm。
试验例7
实施例一的结构上，仅替换了凹槽直径5cm。
表1不同路面光伏板规格对路面力学性能及强度的影响
通过人工模拟车辆行驶对光伏路面的力学性能及强度的影响，我们通过调整不同规格的光伏板强度，得出了钢化玻璃的厚度为6-8mm，呈线性阵列状开设有凹槽的开设间距为30-40cm，凹槽直径3-5cm时的路面的屈服强度效果最好，对车辆的屈服强度的数值增高，说明材料的抗脆断强度在降低，脆断危险性增加，本申请的半圆柱形凹槽比长方体凹槽的屈服强度低，配合使用呈线性阵列状开设后的光伏板效果更优。最大弯拉应变数值越高说明路面稳定性越强，试验得出本申请实施例1和试验例1的光伏路面的钢化玻璃厚度及凹槽开设规格下，最大弯拉应变数值最大，说明其在不影响光伏发电的同时，实现了路面性能的稳定性的加强，考虑到生产成本，可适当减少光伏板的钢化玻璃厚度，即选择实施例1的参数即可。
此外，配合清洁机构提高清洁力的同时，呈线性阵列状开设有凹槽的另一大用途是增大光伏板阻力系数，使得行驶的车辆不易发生打滑的现象。本申请经过不断的测试阻力系数，得出了实现了光伏路面性能的安全行驶布设参数，即本申请的实施例1的布设可实现符合公路领域安全行驶的轮胎阻力系数。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种路面利用光伏发电装置，包括：地基(1)和清理机构(3)；所述地基(1)上安装有光伏板(2)；清理机构(3)和收集组件(4)均安装在道路两侧的山坡上；其特征在于，所述光伏板(2)与太阳能转换设备相连接，光伏板(2)由下层光伏芯片及上层钢化玻璃组成，光伏板(2)顶端面呈线性阵列状开设有凹槽(201)，凹槽(201)为半圆柱形结构；钢化玻璃的厚度为6-8mm，所述呈线性阵列状开设有凹槽(201)的开设间距为30-40cm，凹槽直径3-5cm。
2.如权利要求1所述一种路面利用光伏发电装置，其特征在于：所述清理机构(3)由电动缸(301)、收集座(302)、清洁块(303)、第一通孔(304)和清理杆(305)构成，电动缸(301)固定在山坡内的泥土中，电动缸(301)上右侧一端安装有一个收集座(302)，收集座(302)底端面黏附有清洁块(303)，清洁块(303)与光伏板(2)顶端面接触。
3.如权利要求2所述一种路面利用光伏发电装置，其特征在于：所述电动缸(301)右端面呈线性阵列状焊接有清理杆(305)，清理杆(305)与凹槽(201)卡接，清理杆(305)为凹槽(201)的清理件。
4.如权利要求2所述一种路面利用光伏发电装置，其特征在于：所述收集座(302)内壁底端面呈线性阵列状开设有第一通孔(304)，第一通孔(304)为圆形孔状结构，第一通孔(304)与清洁块(303)接触。
5.如权利要求1所述一种路面利用光伏发电装置，其特征在于：所述收集组件(4)由蓄水箱(401)、固定座(402)、地钉(403)、挡板(404)、遮挡座(405)和第二通孔(406)构成，蓄水箱(401)上固定有两个固定座(402)，每个固定座(402)均通过两个地钉(403)固定在山坡上。
6.如权利要求5所述一种路面利用光伏发电装置，其特征在于：所述蓄水箱(401)内滑动连接有一个挡板(404)，挡板(404)为“工”字形结构，挡板(404)为泡沫材质。
7.如权利要求6所述一种路面利用光伏发电装置，其特征在于：所述挡板(404)上方一端固定有两个遮挡座(405)，两个遮挡座(405)均为凹形结构，两个遮挡座(405)共同组成了蓄水箱(401)内水分的遮挡结构。
8.如权利要求7所述一种路面利用光伏发电装置，其特征在于：所述蓄水箱(401)为长方形箱状结构，蓄水箱(401)内壁底端面呈线性阵列状开设有第二通孔(406)，当雨天来临时，通过蓄水箱(401)可实现雨水的收集。
9.如权利要求8所述一种路面利用光伏发电装置，其特征在于：所述蓄水箱(401)上安装有阻挡组件(5)，阻挡组件(5)由弹簧杆(501)和阻挡板(502)构成，弹簧杆(501)共设有两根，两根弹簧杆(501)均固定在蓄水箱(401)的右端面，两根弹簧杆(501)右侧一端均与阻挡板(502)固定，阻挡板(502)顶端面与蓄水箱(401)底端面接触，当两根所述弹簧杆(501)弹性伸展时在阻挡板(502)的阻挡下第二通孔(406)呈遮挡状态。
10.如权利要求9所述一种路面利用光伏发电装置，其特征在于：所述阻挡板(502)与收集座(302)位置对正，当电动缸(301)伸展时收集座(302)与阻挡板(502)左端面接触。
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