CN207968372U - 一种用于路面的能量收集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于交通、新能源和机械装置领域，涉及一种用于路面的能量收集装置。采用盒式层状结构将光电材料、压电材料以及结构材料结合，形成一个整体的多源能量采集装置；盒式层状结构包括六层结构，从上至下依次是：顶板，透光盖板，光伏电池片，中间传力层，压电单元，底座。旨在收集路表太阳能和路面机械能，实现路面能量的高效收集，为路面及交通监测设备提供可持续、绿色能源。本实用新型提供的基于混合能源的路面能量收集装置，功能新颖，结构完整，能够实现路表太阳能‑电能以及动态荷载‑电能的高效转换，同时能满足路面行驶要求，满足路面可持续和绿色发展的需求。
Description
技术领域
本实用新型属于交通、新能源和机械装置领域，尤其涉及一种将路面太阳能和机械能转化为电能，进行综合利用的路面能量收集装置。
背景技术
道路作为重要的基础设施，对国民的生产、生活以及国家的经济增长起着重要作用。中国国民经济的快速发展，运输需求持续增长，为道路工程建设事业的发展提供了难得的机遇，也对其提出了更高的要求。路面作为道路结构中重要的一部分，在气候环境和车辆荷载的作用下，吸收着大量太阳能和机械能，通常都转化为路面温度或结构变化，对路面结构造成损伤、破坏。采用光伏效应和压电效应，将路面废弃的太阳能和机械能进行能量采集，一方面能实现能源的充分利用，另一方面也能控制路面温度变化和结构损伤。
目前，国内外对路面能量收集装置的研究仍集中在单一能源的收集上，比如压电式换能器，仍存在能量收集效率较低的问题。近年来，路面太阳能收集研究也得到了国内外的关注，但大都集中在全路面的铺设研究，并且存在造价高、维护困难、发电效率受环境影响因素大的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，设计一种能同时收集路面太阳能和机械能的结构。
一种用于路面的能量收集装置，其特征在于采用盒式层状结构将光电材料、压电材料以及结构材料结合，形成一个整体的多源能量采集装置；
盒式层状结构包括六层结构，从上至下依次是：顶板，透光盖板，光伏电池片，中间传力层，压电单元，底座。
进一步地，所述顶板、中间传力层、底座均为MC-尼龙材料，透光盖板为有机玻璃材料，光伏电池片为单晶硅光伏电池片，压电单元为PZT-5H压电陶瓷。
进一步地，顶板尺寸和形状设计，能保证了对整体的结构支撑作用和内部电子器件的防护作用。
进一步地，透光盖板边缘为阶梯状处理，使其结构上受力更均匀；上表面经过纹路处理，能实现抗滑要求。
进一步地，中间传力层的对应位置能刚好容纳光伏电池片，不仅能提供结构上的保护，还能保证电池片之间的电路连接贯通。
进一步地，压电单元尺寸和厚度，以及阵列数量，能使得该结构在有限的空间内能实现较大的压电能量收集。
进一步地，底板能满足了压电单元的固定，也能实现和顶板及另外4个结构的层层咬合，保证结构完整性。
有益效果
本实用新型的上述技术方案提出的能量收集装置优点如下：1)将光伏电池、压电单元及电子部件共同由组件封装成盒式层状结构，能有效保护各敏感元件的同时，又保证了各功能部件工作的独立性。2)整体结构具有易加工、组装便捷、安装方便等特点，便于实际路面使用。3)通过光伏电池对太阳能的收集，能充分保障该能量收集装置的效率；同时，压电单元对路面行车荷载产生的机械能收集，又能弥补太阳能收集受气候、交通等环境因素的不利影响，保证该装置能量的稳定输出。
附图说明
图1路面能量收集装置示意图，
图2路面能量收集装置组装图，
图3为路面安装图。
具体实施方式
一种用于路面的能量收集装置，其特征在于采用盒式层状结构将光电材料、压电材料以及结构材料结合，形成一个整体的多源能量采集装置；盒式层状结构包括六层结构，从上至下依次是：顶板，透光盖板，光伏电池片，中间传力层，压电单元，底座。
本实用新型实施方法如图3所示，将组装好的新型路面能量收集装置埋设于路面上面层。当天气晴朗、交通车辆少时，路面接收太阳辐射，能量收集装置中的太阳能电池通过光电效应产生电能；当路面承载车辆作用时，汽车轮胎作用于该能量装置上，通过压电效应，将机械能转换为电能。本装置将两种能量收集技术组合应用，实现路面多时段多场景的绿色能源收集，大大提高单一能量收集方式的局限性，为道路交通的可持续、智能化发展提供保障。
Claims (4)
1.一种用于路面的能量收集装置，其特征在于采用盒式层状结构将光电材料、压电材料以及结构材料结合，形成一个整体的多源能量采集装置；
盒式层状结构包括六层结构，从上至下依次是：顶板(1)，透光盖板(2)，光伏电池片(3)，中间传力层(4)，压电单元(5)，底座(6)。
2.根据权利要求1所述用于路面的能量收集装置，其特征在于，顶板(1)、中间传力层(4)、底座(6)均为MC-尼龙材料，透光盖板(2)为有机玻璃材料，光伏电池片(3)为单晶硅光伏电池片，压电单元(5)为PZT-5H压电陶瓷。
3.根据权利要求1所述用于路面的能量收集装置，其特征在于，透光盖板边缘为阶梯状处理，使其结构上受力更均匀；上表面经过纹路处理，能实现抗滑要求。
4.根据权利要求1所述用于路面的能量收集装置，其特征在于，中间传力层的对应位置能刚好容纳光伏电池片，不仅能提供结构上的保护，还能保证电池片之间的电路连接贯通。
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| CN108322135A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-07-24 | 北京科技大学 | 一种用于路面的能量收集装置 |
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