一种预制式光伏压电路用发电单元及发电道路结构的制作方法

本发明属于道路压电换能器和光伏发电技术领域，涉及一种预制式光伏压电路用发电单元及发电道路结构。

背景技术：

车辆的行驶会使路面产生大量的机械能，如果将压电换能器嵌入道路结构层中，当车辆行驶在公路上时，可以使换能器中的压电振子产生压缩和恢复变形，然后通过换能器将道路中潜在的机械能回收并转化为电能输出和储存，这对生产更高效率更清洁的能源将是一个重大的进步。

光伏发电是国家绿色能源建设的重要组成部分，在可用优质光伏用地和屋顶资源日益稀缺的情况下，光伏路面发电项目可以让光照条件很好的大面积公路在保持原有路面通行的基础上实现光伏发电的功能，为太阳能发电挖掘出新的可用载体资源。通过和道路基础设施相结合，把我国现有公路领域利用起来建设智能公路，将是一片彩色的风景。在道路光伏电网中与加油站点结合，建立直流充电桩，推动电动汽车产业的快速发展，即可解决能源紧缺问题，又可解决燃油污染问题，然而现有的发电路面大多采用光伏发电，发电量有限，不能实现发电的多样性。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种预制式光伏压电路用发电单元及发电道路结构，该发电单元及道路结构的发电量较大，并且能够实现发电的多样性。

为达到上述目的，本发明所述的预制式光伏压电路用发电单元包括自下到上依次分布的压电层、超薄纤维混凝土层、光伏薄膜层及透明承压板。

超薄纤维混凝土层内设置有若干纵向空心管道。

压电层的厚度为2cm；超薄纤维混凝土层的厚度为5cm，透明承压板的厚度为1cm。

本发明所述的发电道路结构包括基层、下面层、中面层、若干能量收集装置及若干权利要求所述的预制式光伏压电路用发电单元，其中，基层、下面层及中面层自下到上依次设置，各预制式光伏压电路用发电单元位于中面层上，且各预制式光伏压电路用发电单元与中面层之间设置有乳化沥青粘结层；

所有预制式光伏压电路用发电单元分为若干组，其中，一组预制式光伏压电路用发电单元对应一个能量收集装置，各能量收集装置与与其对应组内各预制式光伏压电路用发电单元中的光伏薄膜层及压电层相连接。

相邻预制式光伏压电路用发电单元之间通过环氧树脂胶连接。

各预制式光伏压电路用发电单元为六边形结构、矩形结构或者工字型结构。

基层的厚度为30cm；下面层的厚度为8cm；中面层的厚度为6cm。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的预制式光伏压电路用发电单元及发电道路结构在具体操作时，该预制式光伏压电路用发电单元包括压电层、超薄纤维混凝土层、光伏薄膜层及透明承压板构成，通过光伏薄膜层接收太阳光照进行发电，通过车辆在透明承压板上行进，以按压压电层，通过对压电层的按压实现发电，以通过光伏薄膜层及压电层进行综合发电，实现道路发电的多样性，同时提高道路发电的发电量，结构简单，操作方便，便于推广及应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中相邻预制式光伏压电路用发电单元的连接关系图；

图3为本发明中预制式光伏压电路用发电单元的结构示意图；

图4为超薄纤维混凝土层3的结构示意图；

图5为能量收集装置10与预制式光伏压电路用发电单元的连接关系图。

其中，1为透明承压板、2为光伏薄膜层、3为超薄纤维混凝土层、4为压电层、5为中面层、6为下面层、7为基层、8为环氧树脂胶、9为纵向空心管道、10为能量收集装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图3及图4，本发明所述的预制式光伏压电路用发电单元包括自下到上依次分布的压电层4、超薄纤维混凝土层3、光伏薄膜层2及透明承压板1，其中，超薄纤维混凝土层3内设置有若干纵向空心管道9；压电层4的厚度为2cm；超薄纤维混凝土层3的厚度为5cm，透明承压板1的厚度为1cm。

参考图1、图2及图5，本发明所述的发电道路结构包括基层7、下面层6、中面层5、若干能量收集装置10及若干权利要求1所述的预制式光伏压电路用发电单元，其中，基层7、下面层6及中面层5自下到上依次设置，各预制式光伏压电路用发电单元位于中面层5上，且各预制式光伏压电路用发电单元与中面层5之间设置有乳化沥青粘结层；所有预制式光伏压电路用发电单元分为若干组，其中，一组预制式光伏压电路用发电单元对应一个能量收集装置10，各能量收集装置10与与其对应组内各预制式光伏压电路用发电单元中的光伏薄膜层2及压电层4相连接。

相邻预制式光伏压电路用发电单元之间通过环氧树脂胶8连接；各预制式光伏压电路用发电单元为六边形结构、矩形结构或者工字型结构；基层7的厚度为30cm；下面层6的厚度为8cm；中面层5的厚度为6cm。

透明承压板1表面做拉毛处理以满足抗滑性的要求，以提高车辆的附着力。

压电层4及光伏薄膜层2产生的交变电流及电压是间歇性的，因此压电层4及光伏薄膜层2产生的电能很难直接为负载供电，大大降低了其实用性，本发明将两者产生的电能存储于能量收集装置10中，再通过能量收集装置10为外部用电设备供电，以提高其实用性。

当超薄纤维混凝土层3在寒冷的季节施工时，则需要采取保温措施，以减少内外温差，降低超薄纤维混凝土层3表面的温度梯度，延缓混凝土的降温速度；当在炎热季节施工时，则需要在超薄纤维混凝土层3内埋设水管，并通入冷水进行降温。另外，超薄纤维混凝土层3设置若干纵向空心管道9，有利于散热，防止光伏薄膜层2温度过高引起破坏。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种预制式光伏压电路用发电单元及发电道路结构，包括自下到上依次分布的压电层、超薄纤维混凝土层、光伏薄膜层及透明承压板，该发电单元及道路结构的发电量较大，并且能够实现发电的多样性。

技术研发人员：裴建中;刘涛;杨凯;李蕊
受保护的技术使用者：长安大学
技术研发日：2018.08.30
技术公布日：2019.01.25