一种风光互补、压电技术一体化道路减速装置的制作方法

本实用新型属于交通设施技术领域，具体涉及一种风光互补、压电技术一体化道路减速装置。

背景技术：

汽车减速带是安装在公路上使经过的车辆减速的交通设施，用于降低机动车、非机动车行驶速度。当车辆以较高车速通过减速带时，剧烈的振动会从轮胎经由车身及座椅传递给驾驶人，垂直曲线可以产生一个垂直方向的加速度，产生强烈的生理刺激(包括振动刺激和视觉刺激)以及心理刺激。生理刺激促使驾驶人产生强烈的不舒服感，而心理刺激则加深了驾驶人的不安全疑虑，进一步降低了驾驶人对道路环境的安全感。

通常情况下，驾驶人认为不舒适度越大，车辆行驶安全性越小，即安全感越小。因此，减速带的设置会降低驾驶人行车安全感和乘坐舒适性的期望值，促使驾驶人选择较低的期望车速。在期望车速指导下，驾驶人将主动驾驶车辆以较低的行车速度接近并通过减速带。但实际道路减速带常由于其所处位置以及光线等原因，司机无法顺利观察到。这也使得司机最后还是会以较快的车速通过减速带，造成司机以及乘客在乘车过程中的不舒适，严重时甚至会造成车辆减震器等部件的损坏。再者，车辆在通过减速带进行减速过程中，会对减速带进行垂直碾压，产生较大的机械能，将这部分机械能转化为电能，可以减少交通设施的能源消耗。

与此同时，光伏发电以及风能发电与道路相结合，充分将道路交通基础设施与能源生产相结合，可以进一步降低道路能源消耗，提高土地利用效率，实现建成环境基础设施能源生产，降低城市对于传统化石能源供电的需求。

光伏发电与道路压电技术相结合的相关实用新型专利已经出现(cn.109274317a)，光伏发电与风能发电与道路照明以及道路警示牌等交通基础设施相结合的相关发面该专利也已经出现，并且有相关产品提出。但利用光伏发电、风能发电以及压电相结合的道路减速装置还处于空白。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风光互补、压电技术一体化道路减速装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种风光互补、压电技术一体化道路减速装置，包括路面基础模块、光伏发电模块、风力发电模块、压电模块、储电模块、电能控制装置以及用电负载；

所述路面基础模块包括主路面、侧路面和减速带，所述主路面上布设有若干减速带，在所述减速带的下方的主路面上及主路面、侧路面相交处形成有槽体用于安装压电模块及储电模块；

所述光伏发电模块包括立柱、横架在立柱上端的光伏板支架以及设置在光伏板支架上的光伏板；

所述风力发电模块由风力发电组件构成，风力发电组件设置于所述立柱上；

所述压电模块由压电晶体(多层压电薄膜层叠)构成，其外部包裹有绝缘弹性保护套，铺设于所述减速带下方的主路面槽体内；

所述储电模块为蓄电池，分别安装在所述压电晶体的两端并与压电晶体相连实现电能的储存，所述蓄电池与所述光伏板、风力发电组件相连用以收集和储存电能，所述蓄电池还通过电能控制装置与所述用电负载相连用以输出电能。

在上述技术方案中，所述光伏板支架根据光照情况改变倾角以达到最大光能吸收量。

在上述技术方案中，所述压电晶体下方通过防水粘合剂固定安装在所述槽体内。

在上述技术方案中，所述用电负载包括但不限于路面照明、警示牌、违法监控、交通指示灯等。

在上述技术方案中，所述储电模块可接通电网实现余电上网。用于供电不便地区时，则可以采用独立系统。

在上述技术方案中，在所述立柱上还安装有侧光伏板，所述侧光伏板通过角度调节滑杆安装于并排设置的立柱之间。

在上述技术方案中，所述一体化道路减速装置上的立柱、光伏板、风电发电组件可并排排布。

在上述技术方案中，所述安装槽呈“工”字型，中间矩形长条状槽体用于铺设压电晶体，两侧的槽体用于安装蓄电池。

一种风光互补、压电技术一体化道路减速装置的应用，除了可以应用在普通建成区域外，还可以应用在供电不便地区，依靠自身供给独立运行。

一种风光互补、压电技术一体化道路减速装置的施工方法，按照下列步骤进行：

步骤一、在土路上制作用以形成主路面、两侧侧路面的主路基和侧路基，在主路基和侧路基之间形成凹槽(即蓄电池安装凹槽)，并在待铺设减速带的主路基上形成凹槽(即减速带安装凹槽)；

步骤二、在减速带安装凹槽内铺设由多层压电薄膜层叠制得的压电晶体，并由防水粘合剂粘合，使其与表面积与减速带安装凹槽的底面面积相匹配，达到完全填充的效果；在蓄电池安装凹槽内安装相串联的蓄电池；

步骤三、在减速带安装凹槽上铺设减速带，在蓄电池安装凹槽上设置安装盖，并将蓄电池的导线引出，与电能控制装置相连；

步骤四、在安装盖上安装立柱，在立柱上安装光伏板支架、风力发电组件以及路灯其他用电负载，在光伏板支架上安装光伏板。

本实用新型的优点和有益效果为：

1、从能源整合角度，本实用新型专利充分利用了道路空间，将道路减速带与太阳能光伏发电、风力发电以及压电技术相结合组成能源生产方，同时集合路面照明、警示牌、违法监控以及交通指示灯等道路基础设施用电方，利用清洁能源自给自足，减少使用传统煤电所带来的污染。

2、从空间利用角度，本实用新型专利，充分利用道路空间进行能源生产，不侵占多余土地，提高土地利用效率。

3、从行车安全角度，本实用新型专利所提出的道路减速带装置不仅仅是一个地面的减速装置，还包括了道路两旁以及道路上方等多个结构要素，司机可以对于减速带设置的位置更为直观，也可以使得司机更为主动的进行降速，最大限度降低生理与心理刺激，最大限度确保行车安全。同时，由于车辆通过时会普遍速度较低，这也使得减速带使用年限得以延长。

4、从能源效率的角度，本实用新型专利充分利用道路上方空间，包括太阳能以及风能进行能源生产，其中光伏组件的设置可以充分考虑最佳倾角进行设置，同时也对道路进行遮阳，延长道路使用寿命；汽车行驶过程中的所产生的空气涡流也可以促进风力发电组件进行工作；由于车辆经过减速带压电装置时，司机会将车速减慢，这一点也可以保护压电晶体，使其可以充分发挥发电效率的同时，最大化其工作年限。

5、从气候环境的角度，本实用新型专利实现了多种清洁能源的互补，供给道路基础设施用电，减少了对于传统化石能源电力的依赖，减少了大环境碳排放；同时，由于光伏组件的遮阳作用以及对于太阳辐射进行能量转换，降低了道路的辐射得热，进而也间接改善了局部微气候。

附图说明

图1为本实用新型中一种风光互补、压电技术一体化道路减速装置部件爆炸图。

图2为本实用新型中一种风光互补、压电技术一体化道路减速装置整体结构示意图一。

图3为本实用新型中一种风光互补、压电技术一体化道路减速装置整体结构示意图二。

图4为本实用新型中一种风光互补、压电技术一体化道路减速装置整体结构示意图三。

图5为本实用新型中压电装置示意图。

图6为本实用新型中系统连接并网系统示意图一。

图7为本实用新型中系统连接独立系统示意图二。

1为顶面光伏板，2为光伏板支架，3为立柱，4为风力发电组件，5为路灯，6为安装盖，7为蓄电池，8为安装槽，9为减速带，10为压电晶体，11为侧路面，12为防水粘合剂，13为主路面，14为指示牌，15为指示灯，16为侧光伏板。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例1

一种风光互补、压电技术一体化道路减速装置，包括路面基础模块、光伏发电模块、风力发电模块、压电模块、储电模块、电能控制装置以及用电负载；

光伏发电模块包括光伏组件、连接光伏组件所需要的光伏组件卡子以及支架等部分。光伏组件宜采用最佳倾角进行布置，也可以根据实际情况选择平铺。光伏发电模块主要可以应用在道路上空，根据道路的朝向不同，也可以选择应用在道路减速带上方支架两侧。光伏发电模块输出端与储能模块相连接。

风力发电模块包括风力发电组件、连接风力发电组件的支架等部分。风力发电机宜采用高效微风发电组件，可选用垂直轴风力发电组件产品。风力发电模块宜设置在道路两侧，车辆在经过时会带动空气摩擦，产生气体湍流，促使风力发电组件更大效率工作。风力发电模块与储能模块相连接。

压电模块包括道路减速带、压电晶体以及压电传输装置。道路减速带与压电晶体相连接，车辆经过减速带时，对压电晶体进行作用产生电流，经由压电传输装置与储能装置相连接。

电能控制装置对于储能模块以及电网进行控制，实现储能与并网的转换，在储能电池满电时，将多余电能进行并网；反之，当光伏发电、风力发电以及压电所长生电能无法满足储能蓄电时，控制电网对基础设施继续直接供电，如图6所示。

本实用新型所产生电能的用电模块可以包括多种道路基础设施，包括路面照明、警示牌、违法监控以及交通指示灯等，几者可以共同出现，也可以依据实际情况选择使用，但需要注意每组设备不能影响其他设备的正常运转。

当该实用新型专利处于偏远地区也可以作为独立系统单独工作，在储能模块充满时，即满足其他道路基础设施用电需求时，可以通过电能控制装置将多余电量输给风力发电模块，带动风力发电组件逆向转动消耗，如图7所示。

实施例2

如图1所示，本专利在实际应用过程中，将路面进行开槽，将压电晶体以及压电传输装置安装到道路开槽当中，与道路两旁开槽内的电能控制装置与储能模块相连。固定光伏发电模块以及风力发电模块的支架设置于道路两旁，顶部连接光伏组件支架，可根据实际情况选择单轴式光伏组件支架(如图2与图3所示顶部光伏组件均为单轴式支架)。支架顶部需要设置避雷针。风力发电机可以设置于道路两侧支架上。支架内部为空腔，将光伏组件以及风力发电组件的电线可设置于空腔内，最终连接到底部的电能控制装置上，电能控制装置与储能电池、电网相连接，优先为储能装置进行供电，储能装置为用电设备进行供电，用电设备可直接安装在道路两旁支架上。储能装置为用电设备进行供电，尤其是夜间路面照明。整套设备所产生的多余电能通过电能控制装置，包括逆变器以及控制器等直接并网。当极端天气等因素引起整套设备产生电能较少时，也可以应通过电能控制装置，直接电网为储能装置进行供电补偿。

如图5所示，为道路减速带压电装置安装示意图，将路面进行开槽，利用防水粘合剂将压点模块固定在所开槽内，粘合剂可以是混凝土等，减速带与压电晶体相连接，压电晶体与压电传输装置相连接。

实施例3

如图2所示为道路南北朝向时的一种应用方式。该方式光伏组件采用传统固定方式，利用四根支架进行固定，光伏组件可以设置为最佳倾角。采用垂直轴风力发电组件，道路减速带与压电晶体相连接。电能控制装置对于光伏发电模块、风力发电模块以及压电模块所产生的电能进行控制，输入给储能模块，余电上网。储能模块为路灯进行供电，路灯夜间为道路进行照明。

实施例4

如图3所示为道路南北朝向时的另一种应用方式。该方式光伏组件采用单轴固定方式，道路两旁只需要两根支架用于支撑，光伏组件可以设置为最佳倾角，也可以根据选择太阳单轴追踪系统。采用垂直轴风力发电组件，道路减速带与压电晶体相连接。电能控制装置对于光伏发电模块、风力发电模块以及压电模块所产生的电能进行控制，输入给储能模块，余电上网。储能模块为道路照明、警示牌以及道路违法监控探头进行供电。

实施例5

如图4所示为道路东西朝向时的一种应用方式。道路减速带为区域减速带的设计。光伏组件利用单轴进行固定，建议采用平铺的方式固定顶部光伏组件，也可以选择太阳能追踪系统。在整个系统的侧面也可以布置光伏组件，可以采用单轴进行固定，可以采用最佳倾角进行设置，也可以采用垂直设置。采用垂直轴风力发电组件，道路减速带与压电晶体相连接。电能控制装置对于光伏发电模块、风力发电模块以及压电模块所产生的电能进行控制，输入给储能模块，余电上网。储能模块为道路照明、警示牌以及道路违法监控探头进行供电。

本实用新型包含多种组合形式，可以不同模块可以进行组合。

以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。