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

背景技術：

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

公開號為CN104369706A的中國專利文獻公開了一種裝有太陽能光伏板的汽車，所述汽車在車頂上安裝有一個可為車內充電的太陽能光伏板。所裝太陽能光伏板可將太陽光能轉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光的作用。

公開號為CN201490935U的中國專利文獻公開了一種汽車用發(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。這種結構的汽車用發(fā)電裝置將光伏電池組件安裝于汽車的表面，在具有太陽光的情況下，無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能并將太陽能轉化為電能，將這些電能提供給汽車的用電設備、動力機構等用電裝置。

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

技術實現(xiàn)要素：

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

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種風光并網(wǎng)供交通設施及電動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、太陽能發(fā)電模塊、風力發(fā)電模塊以及儲能電池箱；所述棚架基體包括設置于公路兩側的棚架支柱和位于公路上方的棚頂支架，所述太陽能發(fā)電模塊包括太陽能電池板，所述太陽能電池板位于所述棚頂支架的上方，所述風力發(fā)電模塊包括風輪，所述風輪位于所述棚架支柱的頂端；所述太陽能發(fā)電模塊以及風力發(fā)電模塊均與所述儲能電池箱電連接。

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

優(yōu)選地，所述公路棚架系統(tǒng)還設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能電池板下方，且設置有擋雨板，所述擋雨板上設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汽車無線充電裝置；所述充電汽車充電樁位于公路兩側相鄰棚架支柱之間或固定在所述棚架支柱上，所述電動汽車無線充電裝置預埋于公路路面下方。

優(yōu)選地，棚架基體設置有懸索支撐結構。

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

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

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

本實用新型方法具有如下優(yōu)點：

1.推廣太陽能風能這種清潔能源的使用，減少煤電帶來的污染；

2.充分利用道路上空進行清潔能源開發(fā)，提高土地資源的使用效率；

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

4.利用棚架系統(tǒng)減少雪天道路積雪，減少公路清雪時間和成本；

5.公路棚架系統(tǒng)覆蓋戰(zhàn)時具有戰(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綠化及農(nóng)田灌溉。

附圖說明

圖1是本實用新型公路棚架系統(tǒng)的一種具體實施方式的結構示意圖。

圖2是本實用新型公路棚架系統(tǒng)的一種具體實施方式的結構示意圖。

圖3是本實用新型公路棚架系統(tǒng)的一種具體實施方式的結構示意圖。

圖4是本實用新型公路棚架系統(tǒng)的一種具體實施方式的結構示意圖。

圖5是本實用新型公路棚架系統(tǒng)的設計原理圖。

圖6是本實用新型公路棚架系統(tǒng)的一種組裝流程示意圖。

圖7是本實用新型公路棚架系統(tǒng)的一種具體實施方式的結構示意圖。

圖8是本實用新型公路棚架系統(tǒng)的一種具體實施方式的結構示意圖。

具體實施方式

以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。

電動汽車數(shù)量的不斷提升，必然會帶動電動汽車充電設備的不斷完善，而在距離長且偏遠的公路目前仍主要以農(nóng)電為主，不僅電量不穩(wěn)定，而且價格高，如果能夠采用就地進行太陽能發(fā)電就地使用，實現(xiàn)能源的自給自足，將能有效改善這一問題。而且我國公路里程長，如果能利用其進行光伏和風力發(fā)電，將有巨大的開發(fā)潛力。

針對風電、光伏等新能源產(chǎn)業(yè)用地，國家提出采取差別化用地政策支持新業(yè)態(tài)發(fā)展，鼓勵光伏、風力發(fā)電等項目使用不占壓土地、不改變地表形態(tài)的用地，提高土地資源的使用效率。公路光伏風力一體化能夠大面積線性開發(fā)，不僅不侵占多余土地，還能減少運輸成本，便于維護管理，避免路面曝露在雨雪中，延長道路使用壽命。

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

公路光伏棚架的相關實用新型已經(jīng)出現(xiàn)，但是結合風力電，并且供電動車充電并結合雨水收集與一體的實用新型并無先例。

如圖1-4所示，本實用新型提供一種風光并網(wǎng)供交通設施及電動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、太陽能發(fā)電模塊、風力發(fā)電模塊以及儲能電池箱；所述棚架基體包括設置于公路兩側的棚架支柱1和位于公路上方的棚頂支架2，所述太陽能發(fā)電模塊包括太陽能電池板3，所述太陽能電池板3位于所述棚頂支架2的上方，所述風力發(fā)電模塊包括風輪4，所述風輪4位于所述棚架支柱1的頂端；所述太陽能發(fā)電模塊以及風力發(fā)電模塊均與所述儲能電池箱電連接。

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

如圖5所示設計原理圖，一種具體實施方式，所述公路棚架系統(tǒng)還設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綠化及農(nóng)田灌溉，所述雨水收集裝置包括設置于所述棚架支柱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的綠化帶5。

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

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

為了使棚架基體的結構更加穩(wěn)固，如圖1所示，一種具體實施方式，棚架基體設置有懸索支撐結構6。

下面將簡要說明本實用新型的設計原理圖：如圖5所示，本實用新型設計有太陽能發(fā)電模塊和風力發(fā)電模塊，均由懸索支撐結構所支撐，懸索支撐結構上方還設置有雨水收集裝置。太陽能發(fā)電模塊和風力發(fā)電模塊所產(chǎn)生的電能儲存于置于道路兩側或下埋的儲能電池箱中，儲能電池箱與電網(wǎng)電連接進行電能并網(wǎng)和補給。另外，儲能電池箱中所儲備的電能用于道路設施用電(例如路燈、服務站等)以及電動汽車充電控制裝置，電動汽車充電控制裝置包括與懸索支撐結構結合的電動汽車充電樁以及道路路面下預埋的電動汽車無線充電裝置。

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

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

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

如圖6所示，首先在公路兩側相對兩個棚架支柱1之間鋪設懸索結構，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懸索，重復組合后，將多根懸索相互連接固定，接著在支架上固定光伏板(即太陽能電池板3)，最后在光伏板上方加透明的擋雨板和設置雨水收集系統(tǒng)。

目前太陽能電池板主要應用材料包括單晶硅、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。在對太陽能電池板進行應用的過程中，除了充分考慮太陽能電池板自身的特性，還要結合所要應用區(qū)域的氣象特征。對于光照條件較好的區(qū)域以及價格允許的情況下，所述太陽能電池板3優(yōu)選為單晶硅太陽能電池板或者多晶硅太陽能電池板。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施例對本實用新型作了詳盡的描述，但在本實用新型基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本實用新型精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本實用新型要求保護的范圍。