一种道路光伏发电储能减害的装置

本技术涉及道路工程建设领域，尤其涉及一种道路光伏发电储能减害的装置。

背景技术：

1、随着国家经济水平的不断发展，人民的生活水平日益提高，在各类电器相继进入普通家庭的同时，也伴随着能源消耗的不断增长，全球范围内煤炭等不可再生能源日益萎缩，光伏发电由于其自身的可再生性、清洁性等特点得到大家的关注。

2、常规地面光伏发电项目的建设需要占用大片的土地，在人口不多的地区有较大的发展潜力，在寸土寸金的城市想要得到广泛应用，比较困难。光伏发电在城市没有大力发展起来的另一个原因就是电能的储存问题，如何及时、高效的储存产生的电能，是光伏发电应用的重要环节。

3、在我国城市的建设环境中，道路约占城市用地的30％左右，且道路上方多未被开发利用，如果最大限度的利用道路上方空间，是值得关注的一个问题。道路在常年的日晒、雨淋的情况下，路面结构极易发生开裂、车辙和沉陷，如何减少日晒、雨淋等自然条件对道路的影响，提高道路的使用寿命，也是道路设计者和管理者重点关注的问题。

4、为了减少自然条件对道路的影响，提高道路上方空间的利用率显得尤为迫切。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种道路光伏发电储能减害的装置，通过在道路上方架设光伏板系统，充分利用光伏板吸收太阳光，产生能量，在保证道路正常使用性能的情况下，最大程度的提高太阳能的利用率，全面推进城市道路建设。

2、一种道路光伏发电储能减害的装置，包括：支撑架、光伏板系统、高位水箱、低位水箱、抽水发电系统；其中，所述支撑架横跨道路两侧；所述支撑架的上方固定架设所述高位水箱；所述光伏板系统铺设于所述高位水箱上，且与抽水发电系统电连接；所述低位水箱设置于道路的一侧。

3、光伏板系统设置在整个装置的最上方，实现最大限度地利用太阳能，将太阳能转化为电能。具体过程为：白天时，光伏板系统将太阳能转化为抽水发电系统所需的电能，将低位水箱中的水抽到高位水箱中进行存储；夜晚时，水从高位水箱中的流到低位水箱中，这一过程中水的动能和势能最终通过抽水发电系统转化为照明设备所需的电能。此外，光伏板系统为道路和车辆提供了遮阳，大大减少了高温、雨淋对道路结构的影响，提高了道路的使用寿命。

4、进一步地，所述支撑架包括固定于道路两侧的多根支撑立柱、连接于多根支撑立柱顶端的支撑结构网。支撑架是整体装置中的主要受力构件，通过支撑架把光伏板系统和高位水箱的荷载传递到地下，确保光伏板系统在使用期间的稳固和安全。

5、优选地，所述支撑立柱采用钢结构立柱形式。钢结构强度高，自重轻，材质均匀，且钢结构制作简便，施工期较短，支撑立柱采用钢结构立柱式不仅可以使支撑架良好地承接光伏板系统和高位水箱，还可以节约施工成本，减少施工工期。

6、进一步地，所述支撑立柱沿道路前进方向以预设间隔进行设置。相邻支撑立柱之间的间隔大小与支撑架需要承载的光伏板系统和高位水箱的重量有关。若相邻支撑立柱之间的间隔越小，则支撑架能够承接的重量越重；相反，若相邻支撑立柱之间的间隔越大，则支撑架能够承接的重量则越轻。

7、进一步地，所述支撑结构网包括：连接道路同侧支撑立柱顶端的第一支撑结构梁，横跨道路两侧的多根第二支撑结构梁，且所述第二支撑结构梁两端与第一支撑结构梁固定连接。利用第一支撑结构梁连接道路同侧的支撑立柱，再将横跨道路两侧的第二支撑结构梁的两端固定于第一支撑结构梁，使得支撑架承载的重量均匀的分摊到每一跟支撑立柱上，极大地提高整个支撑架的稳定性和承载能力。

8、优选地，所述支撑架还包括用于稳固支撑结构网上的檩条，所述檩条至少一根，且与所述第二支撑结构梁交叉固定设置。通过设置与第二支撑结构梁交叉固定的檩条，提高了整个支撑架的稳固性和承载能力。

9、进一步地，所述高位水箱与支撑架、所述光伏板系统与所述高位水箱之间均通过螺栓固定。螺栓连接具有施工简单，受力性能好，可拆换，耐疲劳，不松动等优点。

10、进一步地，所述高位水箱与所述低位水箱通过管道连接；所述管道包括抽水管道和放水管道，其中，高位水箱的出水口和低位水箱的进水口通过放水管道连通，所述高位水箱的进水口与所述低位水箱的出水口通过放水管道连通。高位水箱时和低位水箱是重要的光能储存设备，且相较于储能蓄电池极大地降低了建造成本，且储能蓄电池面对低温或高温时易失效报废，报废后的蓄电池容易对环境造成污染。

11、进一步地，所述抽水发电系统包括抽水单元、发电单元、控制单元；其中，所述抽水单元、所述发电单元均与所述控制单元电连接；所述抽水单元设置于抽水管道上；所述发电单元设置于放水管道上。白天时，光伏板系统将太阳能转化抽水单元所需的电能，将低位水箱中的水抽到高位水箱中进行存储；夜晚时，高位水箱中的水流到低位水箱中，将水的动能和重力势能转化为发电单元产生所需的机械能，控制单元控制发电单元将机械能转化为电能。

12、进一步地，所述支撑架与道路两侧边界间隔预设距离。为道路中汽车发生意外情况时，可提供额外的使用场地，适当减缓交通拥堵。

13、有益效果

14、本实用新型提出了一种道路光伏发电储能减害的装置，具备如下优点：通过在道路的上方设置支撑架、高位水箱以及光伏发电系统，提高了道路上方空间的利用率；光伏板系统位于整个路光伏发电储能减害的装置的最上方，最大限度的利用太阳能，减少高温曝晒、风吹雨淋等自然环境对道路的影响；在抽水发电系统的运转下，将光伏板系统在白天利用的太阳能最终转化为晚上道路照明设备所需的电能，有效的将道路建设、环境保护和清洁能源的有效利用巧妙地结合起来，实现可持续发展。

技术特征：

1.一种道路光伏发电储能减害的装置，其特征在于，包括：支撑架、光伏板系统、高位水箱、低位水箱、抽水发电系统；其中，所述支撑架横跨道路两侧；所述支撑架的上方固定架设所述高位水箱；所述光伏板系统铺设于所述高位水箱上，且与抽水发电系统电连接；所述低位水箱设置于道路的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种道路光伏发电储能减害的装置，其特征在于，所述支撑架包括固定于道路两侧的多根支撑立柱、连接于多根支撑立柱顶端的支撑结构网。

3.根据权利要求2所述的一种道路光伏发电储能减害的装置，其特征在于，所述支撑立柱采用钢结构立柱形式。

4.根据权利要求2所述的一种道路光伏发电储能减害的装置，其特征在于，所述支撑立柱沿道路前进方向以预设间隔进行设置。

5.根据权利要求2所述的一种道路光伏发电储能减害的装置，其特征在于，所述支撑结构网包括：连接道路同侧支撑立柱顶端的第一支撑结构梁，横跨道路两侧的多根第二支撑结构梁，且所述第二支撑结构梁两端与第一支撑结构梁固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种道路光伏发电储能减害的装置，其特征在于，所述支撑架还包括用于稳固支撑结构网上的檩条，所述檩条至少一根，且与所述第二支撑结构梁交叉固定设置。

7.根据权利要求2所述的一种道路光伏发电储能减害的装置，其特征在于，所述高位水箱与支撑架、所述光伏板系统与所述高位水箱之间均通过螺栓固定。

8.根据权利要求2所述的一种道路光伏发电储能减害的装置，其特征在于，所述高位水箱与所述低位水箱通过管道连接；所述管道包括抽水管道和放水管道，其中，高位水箱的出水口和低位水箱的进水口通过放水管道连通，所述高位水箱的进水口与所述低位水箱的出水口通过放水管道连通。

9.根据权利要求8所述的一种道路光伏发电储能减害的装置，其特征在于，所述抽水发电系统包括抽水单元、发电单元、控制单元；其中，所述抽水单元、所述发电单元均与所述控制单元电连接；所述抽水单元设置于抽水管道上；所述发电单元设置于放水管道上。

10.根据权利要求2所述的一种道路光伏发电储能减害的装置，其特征在于，所述支撑架与道路两侧边界间隔预设距离。

技术总结
本技术公开了一种道路光伏发电储能减害的装置，包括：支撑架、光伏板系统、高位水箱、低位水箱、抽水发电系统；其中，所述支撑架横跨道路两侧；所述支撑架的上方固定架设所述高位水箱；所述光伏板系统铺设于所述高位水箱上，且与抽水发电系统电连接；所述低位水箱设置于道路的一侧。通过在道路上方架设光伏板系统，充分利用光伏板吸收太阳光，产生能量，在保证道路正常使用性能的情况下，最大程度的提高太阳能的利用率，全面推进城市道路建设。

技术研发人员：伍毅敏,姚琦,王林,李攀
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：20221109
技术公布日：2024/1/11