本实用新型属于道路领域，具体涉及一种用于集热和发电的太阳能路面模块。
背景技术：
我国高速公路总里程已超过11.19万公里，其中90 %以上采用沥青路面。沥青路面具有油耗低、噪音小、抗滑性好、车辆磨损小等优点，然而黑色的沥青路面具有很强的太阳能吸收能力，其吸收系数可达0.9，在夏季高温时路面温度可达70℃，高温路面会造成车辙等危害，这无疑会给道路安全埋下隐患。因此，沥青路面太阳能集热技术在能源开发利用中具有独特的优势，与传统的太阳能集热系统相比，如太阳能热水器的集热面板，沥青路面具有很大的集热面积，并且可以在日落之后继续收集路面残留的热量，有效缓解夏天城市热岛效应。
如果能够将沥青路面收集的太阳能利用起来，可给建筑物供暖供冷,从而减少传统能源在建筑能耗中的使用，大大缓解我国能源紧张局面，减少CO2 等废气的排放。因此，沥青路面太阳能集热技术的研究具有十分重要的理论意义和实用价值。
国内太阳能发电项目大多依靠太阳能电池板，但太阳电池板的最理想材料是硅，而单晶硅材料很贵，相应的繁琐工艺导致其成本很高，所以难以广泛应用。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种用于集热和发电的太阳能路面模块，该路面模块能高效利用清洁能源太阳能，能用于供暖和融雪等方面，保障路面安全，以及减少供暖导致的污染物排放，绿色环保。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种用于集热和发电的太阳能路面模块，该路面模块包含：设置在底部且用于保温的建筑保温层，设置在建筑保温层上表面且用于反射太阳光的TPT膜，设置在建筑保温层上表面的沥青路面层，以及设置在TPT膜上表面的太阳能吸收层。
其中，所述的建筑保温层内嵌设有若干换热盘管。
其中，所述的沥青路面层的上表面和太阳能吸收层的上表面处于同一平面。
其中，所述的沥青路面层包含：上层沥青层和下层沥青层，在上层沥青层和下层沥青层之间夹设有若干压电转换器。
所述的太阳能吸收层包含：从下至上依次设置的第一EVA层、太阳能电池板、第二EVA层和强化材料层。
其中，所述的强化材料层采用的强化材料具有菲涅尔透镜的结构。
所述的强化材料层的焦点的最高温度为500℃。
所述的强化材料层与第二EVA层之间的距离为强化材料层的焦距，该焦距与强化材料层的菲涅尔透镜的直径的比值为1.0-1.5。
所述的太阳能电池板的上表面和第二EVA层的下表面紧贴。
所述的建筑保温层采用建筑用的保温保护材料作为建筑保温层，该保温保护材料包含：聚苯乙烯材料。
所述的换热盘管内含有冷却介质，该冷却介质为地下水源的水，水的臭氧消耗潜能值（ODP）值为0。
该路面模块与地源热泵连接；所述的地下水源和所述的换热盘管通过该地源热泵连接。
本实用新型提供的用于集热和发电的太阳能路面模块，解决了问题，具有以下优点：
（1）本实用新型的路面模块安装简便，当某一块路面模块出现问题，只要更换该损坏的模块就能简单的解决问题，从而使路面更加安全便捷；
（2）本实用新型的路面模块采用的强化材料具有类菲涅尔透镜的结构，能使太阳能电池板的发电效率提高20%左右；
（3）本实用新型的路面模块采用地下水源作为换热介质，充分利用资源，而且换热后的水又可再次利用（如供暖、融雪），还能保障路面安全，达到节能减排的效果；
（4）本实用新型的路面模块能够自身产能供给自身能耗，并且做到了高效利用太阳能这一清洁能源，该装置可在高速公路入口或者是收费站等车辆密集路段进行试点安装，根据试验数据分析为基础进一步推广，该路面模块具有非常广阔的应用前景，在当今资源能源匮乏的严峻形式下，其能够节省大量的能源。
附图说明
图1为本实用新型的用于集热和发电的太阳能路面模块的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。
如图1所示，为本实用新型的用于集热和发电的太阳能路面模块的结构示意图，该路面模块包含：设置在底部且用于保温的建筑保温层10，设置在建筑保温层10上表面且用于反射太阳光的TPT膜20（聚氟乙烯复合膜），设置在建筑保温层10上表面的沥青路面层30，以及设置在TPT膜20上表面的太阳能吸收层40。该路面模块的大小为800mm×400mm×100mm（长×宽×高），太阳能吸收层40的大小为400mm×400mm（长×宽）。其中，建筑保温层10内嵌设有若干换热盘管11，该建筑保温层10作为基底，进行路面的基础建设和保证这个路面模块的运行正常。沥青路面层30的上表面和太阳能吸收层40的上表面处于同一平面。
上述沥青路面层30包含：上层沥青层32和下层沥青层31，在上层沥青层32和下层沥青层31之间夹设有若干压电转换器33。
根据路面的使用特性，在上层沥青层32和下层沥青层31中均添加压电材料从而实现压电效应发电。压电材料需要形变产电，同时也需要有支撑才能产生形变，维持自身特性的同时，保证压力不超载而变形失控，从而能够延长使用寿命。
压电转换器33具有压力陶瓷双晶片结构，对双晶片的两侧分别进行导线焊接。该压电转换器33的陶瓷双晶片结构增大了转换器的发电效率，延长了使用寿命。在路面受压应变的过程中，压电转换器33能够产电，实验证明：当路面的面积较大时，这一路面模块的产电量相当可观。该路面模块自身产生的电能能够驱动地源热泵的循环，多余电量还可以为路灯或指示标供能。
上述太阳能吸收层40包含：从下至上依次设置的第一EVA（乙烯/醋酸-乙烯酯共聚物）层、太阳能电池板42、第二EVA层43和强化材料层44。其中，强化材料层44采用的强化材料具有类菲涅尔透镜的结构。第一EVA层41能够对换热盘管11进行保温，防止热量迅速散失，从而保障装置的集热效果。第一EVA层41和第二EVA层43用于保护太阳能电池板42。
菲涅尔透镜的下表面刻有环形纹路，具有优秀的聚光特性，可以大大提高太阳能利用效率。根据实验数据表明，当光强达到最大时，菲涅尔透镜能使太阳能电池板的发电效率可提高20%左右，同时菲涅尔透镜成本很低，因而节约了很多成本。目前，菲涅尔透镜并没有用于路面，本实用新型通过使用表面强化材料，结合菲涅尔透镜的环形集光原理，提高了太阳能电池板42的发电效率。
TPT膜20可作为太阳能电池板42的背面覆盖物，其为白色，对阳光起反射作用，使太阳能电池的效率略有提高，并因其具有较高的红外发射率，还可降低太阳能吸收层40的工作温度，也有利于提高太阳能吸收层40的效率。TPT膜20具有耐老化、耐腐蚀、不透气的特点。
优选地，上述强化材料层44的焦点的最高温度为500℃。上述焦距是焦点到菲涅尔透镜的距离，其跟菲涅尔透镜刻板的纹路角度有关，因此需要根据焦点和纹路角度进行制作。根据本实用新型一实施例，强化材料层44的焦距为620mm，焦点的温度为500℃。
更优选地，上述强化材料层44与第二EVA层43之间的距离为强化材料层44的焦距，该焦距与强化材料层44的菲涅尔透镜的直径的比值为1.0-1.5，以保证集光面积，提高太阳能板发电效率。根据本实用新型一实施例，强化材料层44与第二EVA层43之间的距离为500mm。
上述第二EVA层43为一层很薄的涂料，厚度可忽略不计。
上述太阳能电池板42的上表面和第二EVA层43的下表面紧贴，第二EVA层43的厚度很小，可以将二者近似看作为一个整体。
上述第一EVA层41和第二EVA层43能够增加路面模块的稳定性和安全性，同时起到保温作用。第一EVA层41和第二EVA层43具有良好的柔软性，弹性类似橡胶，在-50℃仍能具有较好的可绕性，透明性和表面光泽性好，化学稳定性良好，抗老化和耐臭氧强度好，无毒性，并与填料的掺混性好，着色和成形加工性好。
上述建筑保温层10采用建筑用的保温保护材料作为建筑保温层，该保温保护材料包含：聚苯乙烯材料。
上述换热盘管11内含有冷却介质，该冷却介质为地下水源的水，水的氧消耗潜能值（ODP）为0，适合做制冷剂。地下水源是天然换热介质，换热后的水又可再次利用，能够用于供暖和融雪等方面，降低了路面危险系数，保障了路面安全，减少了供暖烧煤排出的污染物和颗粒，达到节能减排的效果。
本实用新型的路面模块与地源热泵连接，地下水源和换热盘管11通过该地源热泵连接。而且太阳能电池板42设有两个插口，通过这两个插口与蓄电池连接，作为电量导出的接口。
本实用新型的路面模块的工作原理，具体如下：
当路面上由物体运动时，会对路面内的压电转换器33产生压力或者拉力，该外加压力或者拉力会使压电转换器33的双晶片产生极性相反的电荷，通过回路形成电流，将这部分电能收集起来，储存在蓄电池中以备使用。太阳能电池层通过太阳能电池板42收集太阳能，并通过第一EVA层41、第二EVA层43和强化材料层44增加太阳能板的集热效率，收集的热量，当太阳能电池板42的温度高于地下水源的水的温度时，储存的电能供地源热泵工作，使换热盘管11内的水进行循环，收集的热量与换热盘管11内的水进行热交换，获得热量的水能够用于供暖；当路面存在积雪，导致太阳能电池板42的温度低于地下水源的水的温度时，其能够与换热盘管11内的水进行热交换，使路面的温度升高，融化积雪，保证路面的安全。
综上所述，本实用新型的用于集热和发电的太阳能路面模块，该路面模块能够自身产能供给自身能耗，并且做到了高效利用太阳能这一清洁能源，充分利用资源，具有非常广阔的应用前景。
尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。