[實用新型]一種裝配式復(fù)合太陽能路面板塊結(jié)構(gòu)單元

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720688421.7
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN207091856U
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 查旭東;肖秋明;李洲;胡錦湘;李子豪;馬健翔;胡豆
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號: E01C7/32
• 分類號: E01C7/32;H02S30/00;H02S10/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及道路工程、太陽能發(fā)電技術(shù)，尤其涉及一種裝配式復(fù)合太陽能路面板塊結(jié)構(gòu)單元。

背景技術(shù)

煤炭、石油和天然氣等化石能源作為人類社會的主要能量來源，長久的開采和消耗已經(jīng)逐漸走向枯竭，而與之伴生的環(huán)境惡化問題也日益嚴(yán)峻。大力發(fā)展可再生能源替代化石能源、降低碳排放為主要內(nèi)容的“能源轉(zhuǎn)型”，已經(jīng)成為很多國家能源政策的重要內(nèi)容。太陽能作為一種廣泛存在的清潔能源，光伏太陽能發(fā)電逐漸替代火力發(fā)電，成為“能源轉(zhuǎn)型”的主力軍。

目前，光伏太陽能發(fā)電技術(shù)在國內(nèi)外道路工程中均有所應(yīng)用，常規(guī)的實施方案是在公路沿線邊坡、中央分隔帶以及高速服務(wù)區(qū)的屋頂?shù)雀綄僭O(shè)施表面架設(shè)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)來滿足公路沿線用電設(shè)施的耗電需求。以上做法雖然利用了公路沿線附屬設(shè)施閑置的空間，但仍沒有充分利用公路行車道部分廣闊的空間。

公告號為CN 205545072 U的中國實用新型專利公開了一種“基于導(dǎo)光混凝土的光伏太陽能結(jié)構(gòu)單元”，該混凝土結(jié)構(gòu)單元可鋪設(shè)在道路表面，結(jié)構(gòu)單元內(nèi)預(yù)設(shè)一個封閉空腔用于安放太陽能電池板，并通過混凝土中的導(dǎo)光體將外界太陽光導(dǎo)入到太陽能電池板所在的封閉空腔達到發(fā)電目的。該技術(shù)方案雖然解決了太陽能路面結(jié)構(gòu)承載力和耐久性的問題，但其采用導(dǎo)光體聚光、導(dǎo)光的實際效果不佳，透光率低，直接影響太陽能電池板的發(fā)電效率和經(jīng)濟效益。

此外，2006年，美國Scott Brusaw和Julie Brusaw夫婦率先提出利用太陽能發(fā)電的 Solar Roadways(太陽能公路)，其設(shè)計的太陽能路面發(fā)電板塊由六邊形造型的鋼化玻璃面板覆蓋保護，表層設(shè)有圓形凸起紋理，雙層鋼化玻璃板中嵌有太陽能電池，可鋪設(shè)在道路表面，厚度5-20cm不等，能利用太陽能發(fā)電。這種由鋼化玻璃結(jié)合太陽能電池板的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計，不僅造價較高，其抗折、抗彎拉性等力學(xué)性能也有待驗證。

2014年11月，荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究組織財團(TNO)在距離阿姆斯特丹25km的克羅默尼市鋪設(shè)了一條70m長的太陽能路面自行車道，該太陽能路面自行車道的太陽能路面板塊由鋼化玻璃板、太陽能電池、混凝土板組合形成矩形實體板塊。該方案雖然施工簡單，但存在太陽能路面板塊層間結(jié)合能力差，相鄰太陽能路面板塊間的整體力學(xué)性能差的問題。

2016年12月，法國COLAS公司在諾曼底Tourouvre小鎮(zhèn)鋪設(shè)了1km長共2800m²的太陽能路面，該太陽能路面通過將硅樹脂覆蓋在太陽能電池表面并與聚合物基板形成矩形復(fù)合結(jié)構(gòu)，厚度控制在7mm左右。此種設(shè)計將太陽能發(fā)電層作為一個7mm厚的功能層置于路面表層，其作為道路表層的抗磨耗能力、抵抗路面病害的能力和與原路表粘結(jié)性能均有待進一步研究考證。

實用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中太陽能路面發(fā)電存在路面空間利用率低、太陽能利用率低、力學(xué)性能不佳等缺陷，本實用新型旨在提供一種發(fā)電效率高、力學(xué)性能好的一種裝配式復(fù)合太陽能路面板塊結(jié)構(gòu)單元。

為解決上述問題及其他相關(guān)技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

一種裝配式復(fù)合太陽能路面板塊結(jié)構(gòu)單元，所述結(jié)構(gòu)單元從上至下至少包括以下結(jié)構(gòu)層：透明表層、太陽能電池中層、水泥混凝土底板，所述太陽能電池中層由太陽能電池板和LED 照明指示燈與透明裹覆層一體澆注成型，所述水泥混凝土底板側(cè)壁設(shè)有加強相鄰結(jié)構(gòu)單元整體力學(xué)性能的傳力鋼筋、鋼筋對接孔和用于布設(shè)輸電線路的線槽，所述各結(jié)構(gòu)層由層間設(shè)置的粘結(jié)層緊密結(jié)合。

作為上述方案的進一步改進：

所述一種裝配式復(fù)合太陽能路面板塊結(jié)構(gòu)單元為規(guī)則立體結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述規(guī)則立體結(jié)構(gòu)可以是長方體、正六面體。

更優(yōu)選地，所述結(jié)構(gòu)單元應(yīng)用于人行道、自行車道等非機動車道，根據(jù)荷載等級的不同，其厚度控制在5cm-20cm，平面尺寸控制在0.02m²-2m²。

更優(yōu)選地，所述結(jié)構(gòu)單元應(yīng)用于市政道路、各等級公路等機動車道，根據(jù)交通量和公路等級的不同，其厚度控制在20cm-45cm，平面尺寸控制在2m²-20m²。

所述透明表層可采用透明樹脂混凝土、透明樹脂、透明混凝土、改性PMMA有機玻璃、玻璃鋼、鋼化玻璃中的任意一種制成，其厚度根據(jù)使用場景和采用材料不同控制在 0.5cm-20cm。

優(yōu)選地，所述透明樹脂混凝土制成的透明表層高度控制在4cm-15cm，所述透明樹脂混凝土中各組分的質(zhì)量百分比如下：

樹脂組分：樹脂10-60％，稀釋劑0-30％；