本實(shí)用新型涉及一種利用公路建設(shè)的棚架系統(tǒng)，具體涉及光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)，可用于交通基礎(chǔ)設(shè)施及電動(dòng)汽車充電的公路棚架系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電，不僅成本較大而且我國(guó)電能仍以煤電為主，煤電在生產(chǎn)使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成一定程度的污染。

公開(kāi)號(hào)為CN104369706A的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種裝有太陽(yáng)能光伏板的汽車，所述汽車在車頂上安裝有一個(gè)可為車內(nèi)充電的太陽(yáng)能光伏板。所裝太陽(yáng)能光伏板可將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化為電能為車載電池充電，以此可減少汽車能源的消耗，并可為車起到很好的遮擋陽(yáng)光的作用。

公開(kāi)號(hào)為CN201490935U的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種汽車用發(fā)電裝置。該汽車用發(fā)電裝置包括光伏電池組件，所述光伏電池組件的底面安裝于汽車表面，且所述光伏電池組件的形狀與所安裝位置的汽車表面形狀相配合；所述光伏電池組件的電源引線與汽車的用電裝置電連接。這種結(jié)構(gòu)的汽車用發(fā)電裝置將光伏電池組件安裝于汽車的表面，在具有太陽(yáng)光的情況下，無(wú)論汽車處于行駛狀態(tài)，還是處于停車狀態(tài)，光伏電池組件均可吸收太陽(yáng)能并將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，將這些電能提供給汽車的用電設(shè)備、動(dòng)力機(jī)構(gòu)等用電裝置。

公路光伏供電動(dòng)車充電的實(shí)用新型已出現(xiàn)，但充分利用路面上空空間，并與風(fēng)力及并網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的棚架系統(tǒng)研究還處于空白。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種風(fēng)光并網(wǎng)供交通設(shè)施及電動(dòng)汽車充電的公路棚架系統(tǒng)，能夠推廣太陽(yáng)能和風(fēng)能等清潔能源的使用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種風(fēng)光并網(wǎng)供交通設(shè)施及電動(dòng)汽車充電的公路棚架系統(tǒng)，其特征在于，所述公路棚架系統(tǒng)包括棚架基體、太陽(yáng)能發(fā)電模塊、風(fēng)力發(fā)電模塊以及儲(chǔ)能電池箱；所述棚架基體包括設(shè)置于公路兩側(cè)的棚架支柱和位于公路上方的棚頂支架，所述太陽(yáng)能發(fā)電模塊包括太陽(yáng)能電池板，所述太陽(yáng)能電池板位于所述棚頂支架的上方，所述風(fēng)力發(fā)電模塊包括風(fēng)輪，所述風(fēng)輪位于所述棚架支柱的頂端；所述太陽(yáng)能發(fā)電模塊以及風(fēng)力發(fā)電模塊均與所述儲(chǔ)能電池箱電連接。

優(yōu)選地，所述儲(chǔ)能電池箱與電網(wǎng)電連接，以補(bǔ)充或輸出電力。

優(yōu)選地，所述公路棚架系統(tǒng)還設(shè)置有位于所述棚頂支架上的雨水收集裝置，所述雨水收集裝置位于所述太陽(yáng)能電池板下方，且設(shè)置有擋雨板，所述擋雨板上設(shè)置有使擋雨板上下空氣流通的天窗。

優(yōu)選地，所述雨水收集裝置包括設(shè)置于所述棚架支柱上的雨水輸送管道，所述雨水輸送管道與農(nóng)田雨水灌溉管路流體連通。

優(yōu)選地，所述公路棚架系統(tǒng)還包括位于所述棚架基體外側(cè)的綠化帶。

優(yōu)選地，所述公路棚架系統(tǒng)還包括充電汽車充電樁和電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置；所述充電汽車充電樁位于公路兩側(cè)相鄰棚架支柱之間或固定在所述棚架支柱上，所述電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置預(yù)埋于公路路面下方。

優(yōu)選地，棚架基體設(shè)置有懸索支撐結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述太陽(yáng)能發(fā)電模塊還包括控制器、逆變器和蓄電池組。

優(yōu)選地，所述風(fēng)力發(fā)電模塊還包括發(fā)電機(jī)、充電控制器、蓄電池組和逆變器。

優(yōu)選地，所述太陽(yáng)能電池板為單晶硅太陽(yáng)能電池板或者多晶硅太陽(yáng)能電池板。

本實(shí)用新型方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.推廣太陽(yáng)能風(fēng)能這種清潔能源的使用，減少煤電帶來(lái)的污染；

2.充分利用道路上空進(jìn)行清潔能源開(kāi)發(fā)，提高土地資源的使用效率；

3.利用棚架系統(tǒng)保護(hù)路面免受雨雪，日曬的侵蝕，減少維護(hù)成本，延長(zhǎng)使用壽命；

4.利用棚架系統(tǒng)減少雪天道路積雪，減少公路清雪時(shí)間和成本；

5.公路棚架系統(tǒng)覆蓋戰(zhàn)時(shí)具有戰(zhàn)略防御作用；

6.公路棚架的雨水收集系統(tǒng)可以收集雨水用于兩側(cè)綠化及農(nóng)田灌溉。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型公路棚架系統(tǒng)的一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型公路棚架系統(tǒng)的一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型公路棚架系統(tǒng)的一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型公路棚架系統(tǒng)的一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本實(shí)用新型公路棚架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理圖。

圖6是本實(shí)用新型公路棚架系統(tǒng)的一種組裝流程示意圖。

圖7是本實(shí)用新型公路棚架系統(tǒng)的一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本實(shí)用新型公路棚架系統(tǒng)的一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。

電動(dòng)汽車數(shù)量的不斷提升，必然會(huì)帶動(dòng)電動(dòng)汽車充電設(shè)備的不斷完善，而在距離長(zhǎng)且偏遠(yuǎn)的公路目前仍主要以農(nóng)電為主，不僅電量不穩(wěn)定，而且價(jià)格高，如果能夠采用就地進(jìn)行太陽(yáng)能發(fā)電就地使用，實(shí)現(xiàn)能源的自給自足，將能有效改善這一問(wèn)題。而且我國(guó)公路里程長(zhǎng)，如果能利用其進(jìn)行光伏和風(fēng)力發(fā)電，將有巨大的開(kāi)發(fā)潛力。

針對(duì)風(fēng)電、光伏等新能源產(chǎn)業(yè)用地，國(guó)家提出采取差別化用地政策支持新業(yè)態(tài)發(fā)展，鼓勵(lì)光伏、風(fēng)力發(fā)電等項(xiàng)目使用不占?jí)和恋?、不改變地表形態(tài)的用地，提高土地資源的使用效率。公路光伏風(fēng)力一體化能夠大面積線性開(kāi)發(fā)，不僅不侵占多余土地，還能減少運(yùn)輸成本，便于維護(hù)管理，避免路面曝露在雨雪中，延長(zhǎng)道路使用壽命。

隨著光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電相關(guān)科技的不斷發(fā)展，其發(fā)電成本不斷下降和轉(zhuǎn)換效率不斷提升。

公路光伏棚架的相關(guān)實(shí)用新型已經(jīng)出現(xiàn)，但是結(jié)合風(fēng)力電，并且供電動(dòng)車充電并結(jié)合雨水收集與一體的實(shí)用新型并無(wú)先例。

如圖1-4所示，本實(shí)用新型提供一種風(fēng)光并網(wǎng)供交通設(shè)施及電動(dòng)汽車充電的公路棚架系統(tǒng)，其特征在于，所述公路棚架系統(tǒng)包括棚架基體、太陽(yáng)能發(fā)電模塊、風(fēng)力發(fā)電模塊以及儲(chǔ)能電池箱；所述棚架基體包括設(shè)置于公路兩側(cè)的棚架支柱1和位于公路上方的棚頂支架2，所述太陽(yáng)能發(fā)電模塊包括太陽(yáng)能電池板3，所述太陽(yáng)能電池板3位于所述棚頂支架2的上方，所述風(fēng)力發(fā)電模塊包括風(fēng)輪4，所述風(fēng)輪4位于所述棚架支柱1的頂端；所述太陽(yáng)能發(fā)電模塊以及風(fēng)力發(fā)電模塊均與所述儲(chǔ)能電池箱電連接。

如圖5的設(shè)計(jì)原理圖所示，為了方便儲(chǔ)電電池箱輸送多余的電力和補(bǔ)充不足的電力，一種具體實(shí)施方式，所述儲(chǔ)能電池箱與電網(wǎng)電連接，以補(bǔ)充或輸出電力。

如圖5所示設(shè)計(jì)原理圖，一種具體實(shí)施方式，所述公路棚架系統(tǒng)還設(shè)置有位于所述棚頂支架2上的雨水收集裝置，為了將收集雨水用于兩側(cè)綠化及農(nóng)田灌溉，所述雨水收集裝置包括設(shè)置于所述棚架支柱1上的雨水輸送管道，所述雨水輸送管道與農(nóng)田雨水灌溉管路流體連通，所述公路棚架系統(tǒng)還包括位于所述棚架基體外側(cè)的綠化帶5。

如圖7所示，一種具體實(shí)施方式，所述雨水收集裝置位于所述太陽(yáng)能電池板3下方，且設(shè)置有擋雨板7，所述擋雨板7上設(shè)置有使擋雨板7上下空氣流通的天窗8。由于在相同輻射強(qiáng)度條件下，太陽(yáng)能電池板工作溫度越低，則太陽(yáng)能電池板的開(kāi)路電壓越高，而工作環(huán)境溫度越高，太陽(yáng)能電池板的最大功率越低，因此保證太陽(yáng)能棚架內(nèi)的熱量快速流通對(duì)于太陽(yáng)能電池板的發(fā)電效率非常重要。而且根據(jù)西寧地區(qū)實(shí)測(cè)，夏季太陽(yáng)能組件背表面溫度可以達(dá)到70℃，此時(shí)太陽(yáng)能電池結(jié)溫可達(dá)到100°C，會(huì)使開(kāi)路電壓降低30％。不僅如此，太陽(yáng)能電池板在夏季太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度大時(shí)，也會(huì)對(duì)棚下空間產(chǎn)生熱輻射，使得棚下溫度升高。因此，為了降低太陽(yáng)能電池板背板溫度，在太陽(yáng)能電池板下方的擋雨板上開(kāi)設(shè)頂棚天窗作為通風(fēng)孔，利用風(fēng)壓和熱壓使頂棚內(nèi)的空間和外部空氣對(duì)流。

電動(dòng)汽車充電技術(shù)已經(jīng)日漸完善，電動(dòng)汽車可分為有線的充電樁和無(wú)線充電兩種模式。如圖1-4和圖8所示，一種具體實(shí)施方式，所述公路棚架系統(tǒng)還包括電動(dòng)汽車充電控制系統(tǒng)，即充電汽車充電樁9和電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置；所述充電汽車充電樁9位于公路兩側(cè)相鄰棚架支柱1之間或固定在所述棚架支柱1上，所述電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置預(yù)埋于公路路面下方。

為了使棚架基體的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，如圖1所示，一種具體實(shí)施方式，棚架基體設(shè)置有懸索支撐結(jié)構(gòu)6。

下面將簡(jiǎn)要說(shuō)明本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理圖：如圖5所示，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)有太陽(yáng)能發(fā)電模塊和風(fēng)力發(fā)電模塊，均由懸索支撐結(jié)構(gòu)所支撐，懸索支撐結(jié)構(gòu)上方還設(shè)置有雨水收集裝置。太陽(yáng)能發(fā)電模塊和風(fēng)力發(fā)電模塊所產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存于置于道路兩側(cè)或下埋的儲(chǔ)能電池箱中，儲(chǔ)能電池箱與電網(wǎng)電連接進(jìn)行電能并網(wǎng)和補(bǔ)給。另外，儲(chǔ)能電池箱中所儲(chǔ)備的電能用于道路設(shè)施用電(例如路燈、服務(wù)站等)以及電動(dòng)汽車充電控制裝置，電動(dòng)汽車充電控制裝置包括與懸索支撐結(jié)構(gòu)結(jié)合的電動(dòng)汽車充電樁以及道路路面下預(yù)埋的電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置。

太陽(yáng)能發(fā)電模塊是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，一種具體實(shí)施方式，所述太陽(yáng)能發(fā)電模塊還包括控制器、逆變器和蓄電池組。

風(fēng)力發(fā)電模塊是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，一種具體實(shí)施方式，所述風(fēng)力發(fā)電模塊還包括發(fā)電機(jī)、充電控制器、蓄電池組和逆變器。

下面將結(jié)合附圖提供本實(shí)用新型公路棚架系統(tǒng)的一種組裝流程示意圖，但是本實(shí)用新型并不因此而受到任何限制。

如圖6所示，首先在公路兩側(cè)相對(duì)兩個(gè)棚架支柱1之間鋪設(shè)懸索結(jié)構(gòu)，然后將光伏三角支架置于懸索上并固定，利用中間的三角支架將力傳給兩側(cè)懸索，重復(fù)組合后，將多根懸索相互連接固定，接著在支架上固定光伏板(即太陽(yáng)能電池板3)，最后在光伏板上方加透明的擋雨板和設(shè)置雨水收集系統(tǒng)。

目前太陽(yáng)能電池板主要應(yīng)用材料包括單晶硅、多晶硅、非晶硅(a-Si)、碲化鎘(CdTe)、銅銦硒(CIS:CuInSe2)等，按照不同的工藝所生產(chǎn)的電池主要包括單晶硅電池、多晶硅電池以及非晶硅電池。在對(duì)太陽(yáng)能電池板進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，除了充分考慮太陽(yáng)能電池板自身的特性，還要結(jié)合所要應(yīng)用區(qū)域的氣象特征。對(duì)于光照條件較好的區(qū)域以及價(jià)格允許的情況下，所述太陽(yáng)能電池板3優(yōu)選為單晶硅太陽(yáng)能電池板或者多晶硅太陽(yáng)能電池板。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳盡的描述，但在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本實(shí)用新型精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。