[发明专利]太阳能光伏光热一体化路面预制构件及发电系统

说明书

本发明为太阳能光伏光热一体化路面预制构件及发电系统，属于道路材料领域，是为解决传统路面存在城市热岛效应、路面热老化的缺陷所提出，预制构件包括太阳能光伏收集结构和光热转换结构，太阳能光伏收集结构包括透明耐磨面板、太阳能电池片和导热背板，太阳能电池片封装在透明耐磨面板和导热背板之间，光热转换结构用来对太阳能光伏收集结构进行降温散热，光热转换结构包括集热管和面层，集热管埋设在面层内，且集热管的顶壁与导热背板贴合；发电系统包括由路面预制构件构成的路面，路面与汇流装置、并网逆变器或充电控制器、蓄电池和离网电源连接。本发明在基本路面功能的基础上，利用太阳能光伏收集结构产生绿色电力，还集成了热电联供的功能。

技术领域：

本发明属于道路工程预制材料技术领域，具体涉及太阳能光伏光热一体化路面预制构件及发电系统。

背景技术：

路面作为现代城市重要的基础设施，可占城市地表面积的30％-45％，因其常年暴露于太阳直射之下，城市路面吸收的太阳辐射能量巨大，在夏季每天可达40MJ/m²。可见，路面空间收集和利用太阳能的潜力巨大。此外，由于人们的工作、作息规律，城市路面在太阳辐射强烈的时段，如正午及午后时分，往往车辆和行人稀少，大部分地面直接暴露于阳光下，阴影遮挡很少；而在太阳辐射较弱时，如清晨及傍晚，城市路面往往车辆、行人拥挤，遮挡严重。因此，根据城市路面阴影遮挡的时间规律，可见其十分适合在太阳辐射强度较强时对太阳能进行收集利用。

而传统的地板砖或沥青路面，由于对太阳辐射具有很高的吸收率，在夏季可升温至70℃，如此高温会加剧城市热岛效应、加重路面车辙、加速沥青路面材料的热老化。因此，如何对夏季路面进行降温，也是城市绿色发展的问题之一。现代城市需要开发一种新型路面，以合理收集和利用太阳能并降低地表温度、减轻城市热岛效应。

发明内容：

本发明为解决传统路面存在城市热岛效应、路面热老化的缺陷，提供了一种太阳能光伏光热一体化路面预制构件及发电系统，在产生光伏发电的同时，还对太阳能电池进行降温散热，从而实现太阳能的电热综合利用。

本发明采用的技术方案在于：太阳能光伏光热一体化路面预制构件，包括太阳能光伏收集结构和光热转换结构，所述太阳能光伏收集结构用来将太阳光能进行收集并转换成电能，其包括透明耐磨面板、太阳能电池片和导热背板，所述太阳能电池片封装在透明耐磨面板和导热背板之间，所述光热转换结构用来对太阳能光伏收集结构进行降温散热，光热转换结构包括集热管和面层，所述集热管埋设在面层内，且集热管的顶壁与导热背板贴合。

优选地，所述透明耐磨面板包括透明防滑耐磨层和钢化玻璃面板，所述透明防滑耐磨层附着在钢化玻璃面板的上表面。

优选地，所述透明防滑耐磨层由环氧树脂、钢化玻璃颗粒和固化剂混合制成，其配比为环氧树脂8-32重量份，固化剂2-8重量份，钢化玻璃颗粒60-90重量份。

优选地，在太阳能电池片的上下两面均包裹有透明胶膜层。

优选地，所述导热背板选用金属铝、金属铜、碳纤维材料中的任意一种。

优选地，所述集热管由纵横铺设的多根相互连通的高导热金属管组成，在管内设有流动的换热介质。

优选地，所述面层用来实现太阳能光伏收集结构与路基的固连，面层由水泥混凝土或沥青混合料制成。

一种基于太阳能光伏光热一体化路面预制构件的发电系统，包括路面、汇流装置和并网逆变器，所述路面是由一个或多个上述太阳能光伏光热一体化路面预制构件铺设而形成，每相邻太阳能光伏光热一体化路面预制构件的集热管实现互通，每个太阳能光伏光热一体化路面预制构件中太阳能电池片的输出端与汇流装置连接，汇流装置的输出端通过并网逆变器并入电网。