光伏電池減光照明發電系統的製作方法

2024-04-12 09:30:05 1

本發明涉及公路隧道照明的
技術領域：
，更具體地說，本發明涉及一種光伏電池減光照明發電系統。
背景技術：
：為了減輕駕駛人從高亮的隧道外環境高速駛入全黑的隧道內環境而產生的視覺不適甚至短暫失明，公路隧道照明需設計和建設燈光照明系統。傳統採用隧道明洞照明技術，可以實現自然光減光照明。隨著新能源技術的發展，將太陽能光伏發電技術應用到公路隧道燈光照明系統中，在保證公路隧道內照明亮度達到相關標準的前提下，公路隧道燈光照明系統的用能完全由新能源(例如太陽能、風能或太陽能加風能)發電供應，運營期間公路隧道照明系統不再有照明電費的支出；如果條件允許，在整個系統接入電網的情況下還可向電網逆向輸出多餘的電能(餘電上網)。但是，傳統公路隧道燈光照明系統中的「入口段加強照明」是整個系統的核心，也是整個公路隧道照明系統設計照明亮度最高、運營能耗最高的部分。入口段加強照明的設計裝機容量佔整個照明系統的58％，如果按照相關規範和設計的要求在運營期間開啟此段的照明，其年能耗佔整個照明系統能耗的48％。而公路隧道洞內燈光照明的需求與洞外的亮度，即太陽能輻射的強度成嚴格正比，因此公路隧道燈光照明系統有採用太陽能光伏供電的基礎。但是，公路隧道燈光照明系統能耗巨大，需要切實降低其照明裝機功率和實際用電量才能夠實現其照明用電完全由太陽能光伏發電提供。因此，如何降低ASPLED(adjustablesolarpoweredLED，自動調節的太陽能驅動的LED)公路隧道新能源供電照明一體技術中照明的能耗是該技術可行性和實用性的核心。另外，中國幅員遼闊，太陽能輻射條件不同，而隧道的走向也各異，因此怎樣實現在不同氣候和地理條件下提高光伏發電系統發電量對於ASPLED技術也非常重要。技術實現要素：針對上述技術中存在的不足之處，本發明提供一種基於ASPLED的公路隧道的光伏電池減光照明發電系統，通過頂部光伏電池減光照明發電系統與南側光伏電池減光照明發電系統兩個組成部分之間的傾斜安裝、光伏電池板與光伏電池板之間的傾斜安裝，實現自然光減光照明和光伏發電同時進行，可全部或是部分替代傳統公路隧道照明系統中的入口段加強燈光照明段落，降低能耗、節省工程成本。為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，本發明通過以下技術方案實現：本發明提供一種光伏電池減光照明發電系統，其包括：頂部光伏電池減光照明發電系統，其在豎直方向上以隧道拱頂為圓心整體沿順時針方向朝南傾斜地架設在公路隧道上方；所述頂部光伏電池減光照明發電系統設有若干個棋狀排列的光伏電池板組；每個所述光伏電池板組設有在豎直方向上沿逆時針向東傾斜的第一光伏電池板以及在豎直方向上沿順時針向西傾斜的第二光伏電池板，所述第一光伏電池板與所述第二光伏電池板連接；以及，南側光伏電池減光照明發電系統，其安裝到所述頂部光伏電池減光照明發電系統朝南端的下方；其中，所述第一光伏電池板與所述第二光伏電池板之間的連接、所述光伏電池板組之間的連接均存在間距。優選的是，所述頂部光伏電池減光照明發電系統在豎直方向上以公路隧道頂部中心為圓心整體沿順時針方向朝南傾斜的角度為5°～20°。優選的是，所述第一光伏電池板在豎直方向上沿逆時針向東傾斜的為10°～30°；所述第二光伏電池板在豎直方向上沿順時針向西傾斜的角度為10°～30°。優選的是，所述南側光伏電池減光照明發電系統具有均勻排布的透氣孔。優選的是，所述南側光伏電池減光照明發電系統在豎直方向沿逆時針方向朝北傾斜連接到所述頂部光伏電池減光照明發電系統朝南端下方；所述南側光伏電池減光照明發電系統具有若干個棋狀連接的第三光伏電池板；若干個所述第三光伏電池板之間的連接存在間距。優選的是，若干個所述第三光伏電池板之間的連接存在5mm～500mm的間距。優選的是，所述南側光伏電池減光照明發電系統在豎直方向上沿逆時針方向朝北傾斜20°～60°。優選的是，所述頂部光伏電池減光照明發電系統在水平方向沿順時針方向或逆時針方向整體轉動45°。優選的是，所述第一光伏電池板與所述第二光伏電池板之間的連接、所述光伏電池板組之間的連接均存在5mm～500mm的間距。本發明至少包括以下有益效果：1)本發明採用基於ASPLED公路隧道新能源供電照明一體化技術，頂部光伏電池減光照明發電系統在豎直方向上沿順時針方向朝南傾斜地架設在公路隧道上方，每個光伏電池板組設有在豎直方向上沿逆時針向東傾斜的第一光伏電池板以及在豎直方向上沿順時針向西傾斜的第二光伏電池板；第一光伏電池板與第二光伏電池板間距連接，保證了公路隧道照明系統的發電量以及隧道頂部的自然光減光照明；2)南側光伏電池減光照明發電系統在豎直方向沿逆時針方向朝北傾斜安裝到頂部光伏電池減光照明發電系統朝南端，保證了隧道側面的自然光減光照明的效果，節省工程成本。3)南側光伏電池減光照明發電系統具有均勻排布的透氣孔，保證車輛行駛時高速氣流的迅速排出；4)南側光伏電池減光照明發電系統是具有若干個棋狀連接的第三光伏電池板；若干個第三光伏電池板之間的連接存在間隙，保證車輛行駛時高速氣流的迅速排出、自然光減光的照明效果，也進一步增加公路隧道照明系統的發電量。本發明的其它優點、目標和特徵將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。附圖說明圖1為本發明所述的光伏電池減光照明發電系統的主視圖圖2為本發明所述的光伏電池減光照明發電系統的俯視圖；圖3為本發明所述的頂部光伏電池減光照明發電系統的右視圖。圖中：10-光伏電池板裝置；11-光伏電池板組；111-第一光伏電池板；112-第二光伏電池板；20-遮光板；21-第三光伏電池板。具體實施方式下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。應當理解，本文所使用的諸如「具有」、「包含」以及「包括」術語並不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。如圖1至圖3所示，本發明基於ASPLED公路隧道新能源供電照明一體化技術，提供一種光伏電池減光照明發電系統，包括頂部光伏電池減光照明發電系統10以及南側光伏電池減光照明發電系統20。頂部光伏電池減光照明發電系統10在豎直方向上以公路隧道頂部中心為圓心整體沿順時針方向朝南傾斜地架設在公路隧道上方。南側光伏電池減光照明發電系統20安裝到頂部光伏電池減光照明發電系統10朝南端的下方。頂部光伏電池減光照明發電系統10設有若干個棋狀排列的光伏電池板組11；每個光伏電池板組11設有在豎直方向上沿逆時針向東傾斜的第一光伏電池板111以及在豎直方向上沿順時針向西傾斜的第二光伏電池板112；第一光伏電池板111與第二光伏電池板112之間的連接、光伏電池板組11之間的連接均存在間距。上述實施方式中，以東西走向的公路隧道為例，東西走向的公路隧道所處的地理位置一年四季的太陽能輻射角度和能量均不同。為了保證頂部光伏電池減光照明發電系統10的發電量滿足公路隧道的照明需求，頂部光伏電池減光照明發電系統10在豎直方向上沿順時針方向朝南傾斜地架設在公路隧道上方。更具體地，頂部光伏電池減光照明發電系統10中設有若干個棋狀排列的光伏電池板組11。每個光伏電池板組11設有在豎直方向上沿逆時針向東傾斜的第一光伏電池板111以及在豎直方向上沿順時針向西傾斜的第二光伏電池板112。由圖3可知，一個第一光伏電池板111與一個第二光伏電池板112連接成近似A型；若干個光伏電池板組11沿東西方向交替連接起來呈波浪型。因此，相對於普通的頂部光伏電池減光照明發電系統連接成片、平鋪在公路隧道上方的安裝方式，頂部光伏電池減光照明發電系統10在豎直方向上沿順時針方向朝南傾斜地架設在公路隧道上方，並且若干個光伏電池板組11沿東西方向交替連接呈波浪型，有利於頂部光伏電池減光照明發電系統10在一年四季中不同的太陽能輻射角度和能量情況下儘量獲取較多的太陽能輻射進行發電，以保證公路隧道的供電量。考慮到頂部光伏電池減光照明發電系統10朝南的一端沒有遮擋的情況下，頂部光伏電池減光照明發電系統10下方的路面在日間都會被陽光照射，根本不存在自然光減光照明。因此，光伏電池減光照明發電系統設有南側光伏電池減光照明發電系統20，南側光伏電池減光照明發電系統20連接到頂部光伏電池減光照明發電系統10朝南端的下方，並且第一光伏電池板111與第二光伏電池板112之間的連接、光伏電池板組11之間的連接均存在間距。其中，第一光伏電池板111與第二光伏電池板112之間、光伏電池板組11之間的連接存在間距，間距用於透光，以滿足自然光減光照明。但是，該間距設置，僅僅滿足公路隧道頂部的自然光減光照明，沒有考慮到側邊進入的陽光。因此，還需設置有連接到頂部光伏電池減光照明發電系統10朝南端的下方的南側光伏電池減光照明發電系統20，用於解決了夏季陽光直射路面的問題，冬季陽光直射路面的區域面積和時間也大幅縮減；再加上第一光伏電池板111與第二光伏電池板112之間、光伏電池板組11之間均存在間距用於透光，可以實現光伏電池減光照明發電系統整體的自然光減光照明。因此，本發明提供的ASPLED公路隧道的光伏電池減光照明發電系統可同時實現自然光減光照明和光伏發電，可全部或是部分替代傳統公路隧道照明系統中的入口段加強燈光照明段落，不再需要市電輸入，降低能耗，節省工程成本。作為優選，頂部光伏電池減光照明發電系統10採用在豎直方向上以公路隧道頂部中心為圓心整體沿順時針方向朝南傾斜角度5°～20°的安裝方式，該傾斜角度設置，避免了前排光伏電池板組11對後排光伏電池板組11遮擋的同時，保證了架設在公路隧道上的頂部光伏電池減光照明發電系統10的支架結構平衡性。如圖1所示，作為一種具體的實施方式，頂部光伏電池減光照明發電系統10整個沿南北方向的長度為15.21米，單個第一光伏電池板111或第二光伏電池板112的長度為1.65米，寬度為0.8682米。頂部光伏電池減光照明發電系統10兩端距離隧道地面的高度分別是9.32米和6.68米。該長度、寬度以及傾斜角度的設置，前排光伏電池板組11對後排光伏電池板組11無遮擋，頂部光伏電池減光照明發電系統10架設在公路隧道上的頂部光伏電池減光照明發電系統10的支架結構平衡性好。作為可變換的實施方式，頂部光伏電池減光照明發電系統10在水平方向沿順時針方向或逆時針方向整體轉動45°，對應的公路隧道可沿東西方向、也可隨著頂部光伏電池減光照明發電系統10的角度進行旋轉，此時再配合第二光伏電池板112與第一光伏電池板111與連接成近似A型、若干個光伏電池板組11沿東西方向交替連接呈波浪型，可以在一年四季中不同的太陽能輻射角度和能量情況下儘量獲取較多的太陽能輻射進行發電以保證公路隧道的供電量。因此，本發明提供的ASPLED公路隧道的光伏電池減光照明發電系統，可適用於多方向的公路隧道。作為優選，第一光伏電池板111與第二光伏電池板112之間、光伏電池板組11之間的連接均存在5mm～500mm的間距。5mm～500mm的間距設置，光伏電池減光照明發電系統的隧道頂部可實現自然光減光照明，隧道頂部透光率可達到19.61％。作為優選，如圖3所示，第一光伏電池板111在豎直方向上沿逆時針向東傾斜的為10°～30°；第二光伏電池板112在豎直方向上沿順時針向西傾斜的角度為10°～30°。該傾斜角度設置，有利於第一光伏電池板111和第二光伏電池板112在一年四季中不同的太陽能輻射角度和能量情況下儘量獲取較多的太陽能輻射。長期使用情況下，該傾斜角度設置的第一光伏電池板111與第二光伏電池板112也不易因為積灰而影響發電量。作為本發明的一種具體的實施方式，南側光伏電池減光照明發電系統20是全部封閉或是半透板封閉的遮擋板，實現簡單地遮光即可。考慮到車輛行駛時高速氣流需要迅速排出，而公路隧道一般僅僅設置了距地面高度1.5米麵積非常有限的透氣孔，因此，南側光伏電池減光照明發電系統20優選為具有均勻排布的透氣孔。在實現自然光減光照明的同時，有利於車輛行駛時高速氣流的迅速排出。作為本發明的另一種具體的實施方式，南側光伏電池減光照明發電系統20在豎直方向沿逆時針方向朝北傾斜連接到頂部光伏電池減光照明發電系統10朝南端下方；南側光伏電池減光照明發電系統20是具有若干個棋狀連接的第三光伏電池板21；若干個第三光伏電池板21之間的連接存在間距。第三光伏電池板21可以實現遮光、採集光能發電的功能；若干個第三光伏電池板21之間的連接存在間距可以用於透光，從而為公路隧道的光伏電池減光照明發電系統的自然光減光照明和供電提供協助。若干個第三光伏電池板21之間的連接存在間距，即若干個第三光伏電池板21之間的連接存在縫隙，也有利於車輛行駛時高速氣流的迅速排出。作為優選，若干個第三光伏電池板21之間的連接存在5mm～500mm的間距，南側光伏電池減光照明發電系統20的長度是5米，南側光伏電池減光照明發電系統20在豎直方向上沿逆時針方向朝北傾斜20°～60°，使得南側光伏電池減光照明發電系統20的底端與地面距離超過1.5米；既滿足遮光、發電以及自然光減光照明的需求，又利於車輛行駛時高速氣流的迅速排出。儘管本發明的實施方案已公開如上，但其並不僅僅限於說明書和實施方式中所列運用。它完全可以被適用於各種適合本發明的領域。對於熟悉本領域的人員而言可容易地實現另外的修改。因此在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念下，本發明並不限於特定的細節和這裡示出與描述的圖例。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp