[發明專利]太陽能光伏光熱一體化路面預制構件及發電系統

有效

• 申請號: 202110249189.8
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113037211B
• 公開（公告）日: 2023-02-14
• 發明（設計）人: 張曉春;周勇;劉星;周子益;闞倩;馬濤;顧文波
• 申請（專利權）人: 深圳市城市交通規劃設計研究中心股份有限公司;上海交通大學
• 主分類號: H02S40/42
• 分類號: H02S40/42;H02S40/32;H02S40/34;H02S40/44;E01C9/00;E01C11/24
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 桑林艷

本發明為太陽能光伏光熱一體化路面預制構件及發電系統，屬于道路材料領域，是為解決傳統路面存在城市熱島效應、路面熱老化的缺陷所提出，預制構件包括太陽能光伏收集結構和光熱轉換結構，太陽能光伏收集結構包括透明耐磨面板、太陽能電池片和導熱背板，太陽能電池片封裝在透明耐磨面板和導熱背板之間，光熱轉換結構用來對太陽能光伏收集結構進行降溫散熱，光熱轉換結構包括集熱管和面層，集熱管埋設在面層內，且集熱管的頂壁與導熱背板貼合；發電系統包括由路面預制構件構成的路面，路面與匯流裝置、并網逆變器或充電控制器、蓄電池和離網電源連接。本發明在基本路面功能的基礎上，利用太陽能光伏收集結構產生綠色電力，還集成了熱電聯供的功能。

技術領域：

本發明屬于道路工程預制材料技術領域，具體涉及太陽能光伏光熱一體化路面預制構件及發電系統。

背景技術：

路面作為現代城市重要的基礎設施，可占城市地表面積的30％-45％，因其常年暴露于太陽直射之下，城市路面吸收的太陽輻射能量巨大，在夏季每天可達40MJ/m²。可見，路面空間收集和利用太陽能的潛力巨大。此外，由于人們的工作、作息規律，城市路面在太陽輻射強烈的時段，如正午及午后時分，往往車輛和行人稀少，大部分地面直接暴露于陽光下，陰影遮擋很少；而在太陽輻射較弱時，如清晨及傍晚，城市路面往往車輛、行人擁擠，遮擋嚴重。因此，根據城市路面陰影遮擋的時間規律，可見其十分適合在太陽輻射強度較強時對太陽能進行收集利用。

而傳統的地板磚或瀝青路面，由于對太陽輻射具有很高的吸收率，在夏季可升溫至70℃，如此高溫會加劇城市熱島效應、加重路面車轍、加速瀝青路面材料的熱老化。因此，如何對夏季路面進行降溫，也是城市綠色發展的問題之一。現代城市需要開發一種新型路面，以合理收集和利用太陽能并降低地表溫度、減輕城市熱島效應。

發明內容：

本發明為解決傳統路面存在城市熱島效應、路面熱老化的缺陷，提供了一種太陽能光伏光熱一體化路面預制構件及發電系統，在產生光伏發電的同時，還對太陽能電池進行降溫散熱，從而實現太陽能的電熱綜合利用。

本發明采用的技術方案在于：太陽能光伏光熱一體化路面預制構件，包括太陽能光伏收集結構和光熱轉換結構，所述太陽能光伏收集結構用來將太陽光能進行收集并轉換成電能，其包括透明耐磨面板、太陽能電池片和導熱背板，所述太陽能電池片封裝在透明耐磨面板和導熱背板之間，所述光熱轉換結構用來對太陽能光伏收集結構進行降溫散熱，光熱轉換結構包括集熱管和面層，所述集熱管埋設在面層內，且集熱管的頂壁與導熱背板貼合。

優選地，所述透明耐磨面板包括透明防滑耐磨層和鋼化玻璃面板，所述透明防滑耐磨層附著在鋼化玻璃面板的上表面。

優選地，所述透明防滑耐磨層由環氧樹脂、鋼化玻璃顆粒和固化劑混合制成，其配比為環氧樹脂8-32重量份，固化劑2-8重量份，鋼化玻璃顆粒60-90重量份。

優選地，在太陽能電池片的上下兩面均包裹有透明膠膜層。

優選地，所述導熱背板選用金屬鋁、金屬銅、碳纖維材料中的任意一種。

優選地，所述集熱管由縱橫鋪設的多根相互連通的高導熱金屬管組成，在管內設有流動的換熱介質。

優選地，所述面層用來實現太陽能光伏收集結構與路基的固連，面層由水泥混凝土或瀝青混合料制成。

一種基于太陽能光伏光熱一體化路面預制構件的發電系統，包括路面、匯流裝置和并網逆變器，所述路面是由一個或多個上述太陽能光伏光熱一體化路面預制構件鋪設而形成，每相鄰太陽能光伏光熱一體化路面預制構件的集熱管實現互通，每個太陽能光伏光熱一體化路面預制構件中太陽能電池片的輸出端與匯流裝置連接，匯流裝置的輸出端通過并網逆變器并入電網。