[发明专利]一种具有风光互补发电功能的高速公路门架及安装方法

权利要求书

1.一种具有风光互补发电功能的高速公路门架，其特征在于，包括发电模块、支架模块、储电模块和负载模块；所述支架模块形成门架的框架，用于支撑所述发电模块和所述负载模块；所述发电模块固定于所述支架模块上，用于将太阳能、自然风能和行驶车辆气流风能转化为电能；所述储电模块位于道路路肩外侧且与所述发电模块电性连接，用于储存电能；所述负载模块与所述储电模块电性相连。

2.根据权利要求1所述的一种具有风光互补发电功能的高速公路门架，其特征在于，所述支架模块包括立柱、上横梁和下横梁，所述立柱固定于道路两侧，所述上横梁和所述下横梁横跨道路且与所述立柱连接。

3.根据权利要求2所述的一种具有风光互补发电功能的高速公路门架，其特征在于，所述发电模块包括水平轴风力机，所述水平轴风力机沿水平方向固定于所述下横梁上，所述水平轴风力机包括螺旋叶片，每个行车道上方对应一个所述水平轴风力机，行驶车辆产生的气流风带动所述螺旋叶片转动，用于将机械能转化为电能。

4.根据权利要求2所述的一种具有风光互补发电功能的高速公路门架，其特征在于，所述发电模块还包括光伏顶棚，所述光伏顶棚采用单晶硅电池组件或多晶硅太阳能电池组件，所述单晶硅电池组件或多晶硅太阳能电池组件呈圆弧型，各太阳能电池组件间经过串联并联后组成太阳能电池方阵，用于将太阳能转化为电能。

5.根据权利要求4所述的一种具有风光互补发电功能的高速公路门架，其特征在于，所述单晶硅电池组件和所述多晶硅太阳能电池组件的尺寸为0.5m*0.5m。

6.根据权利要求2所述的一种具有风光互补发电功能的高速公路门架，其特征在于，所述发电模块还包括垂直轴风力机，所述垂直轴风力机沿垂直方向安装于门架两侧的所述立柱顶上，所述垂直轴风力机包括扇形叶片、垂直轮轴和垂直轴发电机，所述扇形叶片安装在垂直轮轴上构成风轮，所述垂直轮轴连接在所述垂直轴发电机上，自然风力吹动所述扇形叶片围绕所述垂直轮轴转动，带动所述垂直轴发电机发电，用于将风能转化为电能。

7.根据权利要求1所述的一种具有风光互补发电功能的高速公路门架，其特征在于，所述储电模块包括保护外壳、超级电容器和连接电线，所述超级电容器安置于所述保护外壳中，所述超级电容器的一端通过所述连接电线与所述发电模块相连，用于将所述发电模块转化的电能储存于所述超级电容器中，所述超级电容器的另一端与所述负载模块相连。

8.根据权利要求1所述的一种具有风光互补发电功能的高速公路门架，其特征在于，所述负载模块包括监控摄像机、气象检测器及可变信息标志。

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种具有风光互补发电功能的高速公路门架的安装方法，其特征在于，包括：

选取太阳能年平均辐照度≥120W/m²、自然风速≥3m/s、设计速度≥80km/h以及交通量≥10000辆小客车/日的公路路段；

将所述支架模块安装在所述公路路段，将所述发电模块和所述负载模块安装在所述支架模块上，将所述储电模块安装在所述公路路段的道路路肩外侧，将所述储电模块与所述发电模块电性连接，将所述负载模块与所述储电模块电性相连。