一种太阳能公路供电系统的制作方法

本发明属于太阳能供电领域，具体涉及一种太阳能公路供电系统。

背景技术：

现有技术中，以汽油、柴油为动力的汽车，其内燃机燃烧汽油、柴油后排放的尾气给大气环境造成难以恢复的污染，同时汽油、柴油都是从石油中提炼出来，然而石油是属于不可再生能源，用一点少一点，总有一天要用完。据预计目前世界上已探明储量的石油可能于2075年左右采尽，到那时我们又用什么能源来驱动我们不可缺少的汽车？

作为一种解决方案，现有技术给出了一种取之不尽、用之不绝的清洁能源——太阳能，目前已能开发出成熟的太阳能发电技术，并开发出利用太阳能作动力的电动汽车，让太阳能像汽、柴油能源一样方便快捷用到车辆上。

如在电动汽车上设置太阳能电池板将太阳能直接转换为电动汽车所需的电能；也有的是在某一区域设置太阳能充电屋，驾驶电动汽车去太阳能充电屋充电。但现有技术的电动汽车在实际应用中存在不可克服的问题，即充电困难、充电时间较长的问题。对于在汽车上设置太阳能电池板将太阳能直接转换为电能的电动汽车来说，一方面车顶设置太阳能电池板的方式对于出行来说非常不方便，另一方面当行驶到中途遇到阴雨天没有太阳或夜晚电能耗尽时，只能搁在路上等待太阳出来。对于需要去充电的电动汽车来说，必须在电动车动力电池的电能还没耗尽前，开着车去太阳能电池屋或充电桩充电一两个小时，其费事费时。

目前的电动车充电时需要停车充电，且充一次电需一定时间，如慢充的话会长达五六小时，而且其充满电后也只适合城郊之间短途行驶，并不适合长途行驶，现有技术电动汽车因在公路上行驶时受到充电难、充电时间长的限制，现有技术电动汽车一般不敢上长途跑。

另外，目前现有公路，不论高速还是低速公路，全是露天开放式，在雪雨冰雾等恶劣天气条件下，公路上行驶的车辆没有安全保障，这种情况最易造成恶性重大道路交通事故，因而高速公路在恶劣的天气环境下经常是封路状态。同时，公路路面经日晒雨淋冰冻，公路寿命大大折扣。但目前公路尤其是高速公路其最主要的缺点就是公路本身限制了现在新兴发展的纯洁净能源车电动汽车的普及发展，其原因是现有技术电动汽车因在公路上行驶时受到充电难、充电时间长的限制，现有技术电动汽车一般不敢上长途跑。电动汽车因在路上无法充电这一严重的不足之处，这对国家鼓励优惠政策补贴发展的电动车来说，阻碍了电动汽车代替燃油汽车来改善大气环境污染这一战略决策的有效推进。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种太阳能公路供电系统，形成使公路自身带有太阳能发电供电系统的技术方案，以实现为电动车在行驶过程中充电，并且形成沿公路延伸方向覆盖公路的遮挡顶，以实现对公路及行驶车辆的防护。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种太阳能公路供电系统，包括沿公路延伸方向分别于所述公路两侧和所述公路中间设置立柱，沿所述公路延伸方向在所述立柱上架设桁架，在沿所述公路延伸方向架设的所述桁架上铺设安装太阳能电池板，所述太阳能电池板形成沿所述公路延伸方向覆盖所述公路的遮挡顶；

所述太阳能公路供电系统还包括储能装置、太阳能控制器以及滑触充电线；

沿所述公路延伸方向，位于所述公路两侧的所述立柱正对所述公路的一侧、位于所述公路中间的所述立柱正对所述公路的两侧、以及所述桁架下方分别配置所述滑触充电线；

所述太阳能电池板、所述储能装置和所述滑触充电线分别与所述太阳能控制器电连接。

进一步，在所述桁架上，沿公路延伸方向，每隔设定距离，配置有监测装置、显示器、报警器和通信装置，所述监测装置、所述显示器和所述报警器分别与所述通信装置电连接，所述监测装置、所述显示器、所述报警器和所述通信装置分别与所述太阳能控制器电连接。

进一步，所述监测装置包括摄像机和电子雷达。

进一步，在所述桁架上，沿公路延伸方向，每隔设定距离，配置有用于公路照明的路灯，所述路灯与所述太阳能控制器电连接，所述路灯包括光控路灯或声控路灯。

进一步，在所述桁架上铺设安装的所述太阳能电池板沿所述公路延伸方向形成多列，所述太阳能电池板形成的所述遮挡顶横向截面呈圆弧状，从呈圆弧状的所述遮挡顶顶端往两侧方向，上一列所述太阳能电池板尾端设置在下一列所述太阳能电池板首端的上方，且上一列所述太阳能电池板尾端与下一列所述太阳能电池板首端之间具有间隔空隙。

进一步，所述储能装置和所述太阳能控制器均安装在所述桁架上。

进一步，所述太阳能公路供电系统还包括双向逆变器，所述双向逆变器与所述太阳能控制器电连接，并且所述双向逆变器接入交流供电电网。

进一步，所述太阳能公路供电系统还包括于公路服务区建筑屋顶上铺设所述太阳能电池板、以及于所述公路一侧铺设所述太阳能电池板，于公路服务区建筑屋顶上铺设的所述太阳能电池板和于所述公路一侧铺设的所述太阳能电池板分别与所述太阳能控制器电连接。

进一步，所述太阳能公路供电系统还包括于所述公路一侧架设有风力发电机，所述风力发电机与所述储能装置电连接。

进一步，所述储能装置采用超级电容器或者蓄电池，所述立柱和所述桁架均由钢材料制成。

本发明采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

本发明提供一种太阳能公路供电系统，将太阳能电池板形成沿公路延伸方向覆盖公路的遮挡顶，实现对公路及行驶车辆的防护；同时，通过沿公路延伸方向设置的滑触充电线，在电动汽车车上设置连接动力电池且伸出电动汽车的集电杆，电动汽车行驶过程中，集电杆与滑触充电线滑动接触，实现集电杆与滑触充电线之间滑动接触式电连接，进而实现为电动车在行驶过程中充电，本发明具有不停车充电的优点，可满足电动汽车在公路上长途行驶。通过本发明太阳能公路供电系统，给出一种全新概念的太阳能公路，太阳能发电、电动汽车充电等与公路形成一体化，电能的来源就是纯洁的太阳能，其用之不尽、用之不绝，形成公路保护、能源提供和电动汽车行驶充电为一体的系统。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种太阳能公路供电系统的示意图之一；

图2为本发明一种太阳能公路供电系统的示意图之二；

图3为本发明一种太阳能公路供电系统的工作原理图；

图4为本发明一种太阳能公路供电系统并入交流供电电网的工作原理图；

图5为本发明一种太阳能公路供电系统设有风力发电机的工作原理图。

图中，1-立柱；2-桁架；3-太阳能电池板；4-储能装置；5-太阳能控制器；6-滑触充电线；7-集电杆；8-监测装置；9-显示器；10-报警器；11-通信装置；12-路灯；13-双向逆变器；14-交流供电电网；15-风力发电机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1、图2和图3所示，本发明提供一种太阳能公路供电系统，包括沿公路延伸方向分别于所述公路两侧和所述公路中间设置立柱1，沿所述公路延伸方向在所述立柱1上架设桁架2，在沿所述公路延伸方向架设的所述桁架2上铺设安装太阳能电池板3，所述太阳能电池板3形成沿所述公路延伸方向覆盖所述公路的遮挡顶；

所述太阳能公路供电系统还包括储能装置4、太阳能控制器5以及滑触充电线6；

沿所述公路延伸方向，位于所述公路两侧的所述立柱1正对所述公路的一侧、位于所述公路中间的所述立柱1正对所述公路的两侧、以及所述桁架2下方分别配置所述滑触充电线6；

所述太阳能电池板3、所述储能装置4和所述滑触充电线6分别与所述太阳能控制器5电连接。

现有技术中，所述太阳能电池板3的大面积铺设存在占用大量用地的问题，而本发明利用公路上方这一现有技术还无法利用的空间，通过上述方案，沿公路延伸方向，在公路两侧及公路中间分别设置所述立柱1，通过在所述立柱1上架设所述桁架2，形成安装所述太阳能电池板3的结构框架，然后在所述桁架2铺设安装所述太阳能电池板3，将太阳能转换为电能存储在所述储能装置4中，使本发明具有实现对土地资源合理利用的优点，对目前仍未有利用价值的公路上方空间进行创造性利用，实现其有益价值；同时所述太阳能电池板3形成沿公路延伸方向覆盖公路的长龙状遮挡顶，与公路形成一体化，还实现了为公路提供遮挡防护保护公路，解决现有技术公路露天开放的如下缺点；

一、解决公路路面经日晒雨淋冰冻，公路寿命降低的问题；

二、在雪雨冰雾等恶劣天气条件下，现有技术公路上行驶的车辆没有安全保障，易造成恶性重大道路交通事故。

本发明中，配置在公路两侧及公路中间的所述滑触充电线6，沿公路延伸方向设置，电动汽车在实施有本发明上述方案的公路上行驶时，需要动车上设置连接电动汽车动力电池的集电杆7，该集电杆7可采用现有技术城市电车或者高铁动车车顶上的集电杆7这一成熟应用，城市电车或者高铁动车通过电网供电提供动力时，在其行驶沿线会高架电线，行驶过程中，城市电车或者高铁动车车顶上的集电杆7与电线滑动接触，城市电车或者高铁动车实现获得电线上的电力。本发明中方案在具体应用中时，电动汽车行驶过程中需要充电时，可通过设置在电动汽车上伸出电动汽车的集电杆7与所述滑触充电线6滑动接触，因所述滑触充电线6与所述太阳能控制器5电连接，所述太阳能控制器5控制所述储能装置4向所述滑触充电线6供电。通过沿公路延伸方向设置的所述滑触充电线6，在电动车的充电接口上设置伸出电动汽车的集电杆7，电动汽车行驶过程中，集电杆7与滑触充电线6滑动接触，实现为电动车在行驶过程中充电，本发明具有不停车充电的优点，可满足电动汽车在公路上长途行驶。解决现有技术电动汽车因在公路上行驶时受到充电难、充电时间长的限制，现有技术电动汽车一般不敢上长途跑，间接导致了现有公路本身限制电动汽车普及问题。

本发明中，对于所述储能装置4和所述太阳能控制器5的安装位置，本发明在实际实施中，可将所述储能装置4和所述太阳能控制器5均安装在所述桁架2上。

如图1和图3所示，对于本发明通过在沿公路延伸方向在公路两侧及公路中间安装所述立柱1，在所述立柱1上架设所述桁架2，以及在所述桁架2上铺设安装所述太阳能电池板3，所述太阳能电池板3将天阳能转换为电能，现有公路上会安装有监控汽车行驶的监测装置8，显示路况的显示器9，以及用于前方路况报警的报警器10等电子设备。对此本发明为安装上述监测装置8、显示器9、报警器10等等提供了更加便利的条件，如本发明中，可在所述桁架2上，沿公路延伸方向，每隔设定距离，配置有监测装置8、显示器9、报警器10和通信装置11，所述监测装置8、所述显示器9、所述报警器10分别与所述通信装置11电连接，所述监测装置8、所述显示器9、所述报警器10、所述通信装置11分别与所述太阳能控制器5电连接。

本发明沿公路延伸方向架设的所述桁架2为所述监测装置8、所述显示器9、所述报警器10以及所述通信装置11提供了便利的安装条件，沿公路延伸方向铺设安装在所述桁架2上的所述太阳能电池板3，自然而然地获得了如下有益效果，其可为所述监测装置8、所述显示器9、所述报警器10以及所述通信装置11遮挡风雨，而且不影响所述监测装置8、所述显示器9、所述报警器10的功能实现，如不影响监测装置8的检测视场。

通过所述太阳能控制器5为所述监测装置8、所述显示器9、所述报警器10以及所述通信装置11提供从所述储能装置4供给的电力，本发明沿公路延伸方向架设的所述桁架2为所述监测装置8、所述显示器9、所述报警器10沿公路延伸方向的高密度连续安装提供了可行的安装条件，为汽车在公路上安全行驶提供了智能化、电子化的监控以及显示导引方案，如汽车行驶前方某处发生交通事故，沿公路延伸方向的高密度连续安装的所述监测装置8可以做到无死角监控，车辆监控终端通过所述通信装置11可进行远程监控，进而及时调度处理，实现减少事故损失，同时通过沿公路延伸方向的高密度连续安装的所述显示器9、所述报警器10，其他后方行驶的车辆可在第一时间获知前方的情况，以便自己选择下路或改道等措施，减少堵车事件的发生。

上述方案中，所述监测装置8包括摄像机和电子雷达等现有的技术中对车辆的测控仪器；所述报警器10限定为现有技术可远程控制的报警器，可采用光报警器10，如警示灯，也可采用声报警器10，当然同样可以采用声光结合的报警器10；所述通信装置11可采用无线通信装置或者有线通信装置11均可实现本发明的功能。通过本发明该方案，所述监测装置8、所述显示器9、所述报警器10和所述通信装置11沿公路延伸方向每隔设定距离设置，形成对公路的整体监控，本发明形成的整体监控方案可以与公路路政、公安、医院、政府其他部门等相关机构进行联网配合，实现形成对公路的监控、管理及应急处理为一体的监控系统。如在公路某处有什么事故或事件发生，整条公路上的车辆能够第一时间得知情况，道路上的车辆得到信息后可根据自己情况选择出口离开，不会像现在公路上车辆都拥到事故现场才明白这段出事了，进而导致形成大面积交通堵塞现象；同时，将事故现场实时传到公路路政、公安、医院、政府其他部门等相关机构，清晰可见得到现场信息，为快速赶到抢救处现场争取时间。

现有技术中，城市公路的两侧都会设置路灯，这是由于在城市中可以就近将路灯就近接入电网，而远离城市的公路因附近没有电力网络可供使用，因而远离城市的公路也就没有路灯，车辆夜晚行驶时仅能依靠自身的车灯照明，此行驶环境下容易发生事故，而本发明沿公路延伸方向铺设安装所述太阳能电池板3，为远离城市的公路安装路灯提供了电力来源，同时沿公路延伸方向架设的所述桁架2为路灯的根据需求任意安装提供了可行的方便的安装条件，对此本发明中可在所述桁架2上，沿公路延伸方向，每隔设定距离，配置有用于公路照明的路灯12，所述路灯12与所述太阳能控制器5电连接，其设置示意和工作原理分别如图1和图3所示。本发明中，所述路灯12可以采用现有技术的光控路灯或声控路灯，这样使路灯可以由光控或声控，以实现对电能的合理利用。例如在天黑时，光控路灯开启照明，天明时光控路灯断开；例如，由声控路灯控制，在晚上时车辆行驶进入应用本发明方案的公路，于行驶车辆前方若干米声控路灯开启，车过后声控路灯熄灭，这样在无车辆通过时，路灯不会亮起，不会浪费电能。

本发明中，沿公路延伸方向铺设覆盖于公路上方的所述太阳能电池板3，其发电量无疑是巨大的，当所述储能装置4全部充满电后，且同时当前行驶中电动汽车充电需求的电量远小于沿公路延伸方向长龙状的所述太阳能电池板3发出的电量时，所述太阳能电池板3发出的电量就会通过所述太阳能控制器5中的放电电路释放掉，这无疑是资源的浪费；另一方面，连绵阴雨天气或者夜晚时，行驶中电动汽车充电需求的电量很大，但是所述储能装置4已不能提供相应的电能，这种情况也是可能发生的。对此，本发明提供如下解决解决方案：如图4所示，所述太阳能公路供电系统还包括双向逆变器13，所述双向逆变器13与所述太阳能控制器5电连接，并且所述双向逆变器13接入交流供电电网14，本发明该方案在实际应用中，如所述交流供电电网14可以选择为国家电网。

通过上述所述双向逆变器13，当沿公路延伸方向长龙状的所述太阳能电池板3发出的电量富余时，所述双向逆变器13将所述太阳能电池板3发出的直流电逆变为交流电提供给交流供电电网14使用；当所述储能装置4的电量不足且所述太阳能电池板3无法给其充电时，通过所述双向逆变器13将交流供电电网14的交流电逆变为直流电为所述储能装置4充电。

如图1中a处所示，本发明中，对于所述太阳能电池板3的安装方式还给出如下优选方案：在所述桁架2上铺设安装的所述太阳能电池板3沿所述公路延伸方向形成多列，所述太阳能电池板3形成的所述遮挡顶横向截面呈圆弧状，从呈圆弧状的所述遮挡顶顶端往两侧方向，上一列所述太阳能电池板3尾端设置在下一列所述太阳能电池板3首端的上方，且上一列所述太阳能电池板3尾端与下一列所述太阳能电池板3首端之间具有间隔空隙。

所述太阳能电池板3沿公路延伸方向形成长龙桩的弧形遮挡顶，遮挡顶因长龙状延伸的缘故，在实际应用中，需要考虑本发明整体方案的防风性能，若是所述太阳能电池板3铺设安装是首尾衔接安装，所述太阳能电池板3形成的长龙状遮挡顶表面形成连续密闭的弧面时，有强风时，长龙状遮挡顶会出现一个整体的迎风面和背风面，迎风面和背风面的风压不同，该情形下本发明需要硬抗强风，通常情况下，需要考虑的是所述立柱1的安装固定在地面上的牢固程度，以及所述桁架2间、所述桁架2与所述立柱1间、所述桁架2和所述太阳能电池板3间的安装牢固程度，但基于本发明整体是沿公路延伸方向布置，各处受风情况会有不同，需要每个局部都要能够适应强风；另外，所述太阳能电池板3形成的沿公路延伸方向布置的所述遮挡顶虽然对公路和在公路上行驶的汽车起到防护作用，但所述太阳能电池板3形成的长龙状遮挡顶表面形成连续密闭的弧面时，会向公路反射车辆发出的噪音，在沿公路延伸方向形成一条被增强的噪音带。通过上述改进方案，上一列所述太阳能电池板3尾端设置在下一列所述太阳能电池板3首端的上方，且上一列所述太阳能电池板3尾端与下一列所述太阳能电池板3首端之间存在间隔，这样在长龙状弧形遮挡顶上的形成有沿公路延伸方向布置的多列间隔空隙，该多列间隔空隙在平常时作为透光通道，增加白天时公路上的亮度，行驶车辆发出的噪音在遮挡顶上可通过该间隔实现消音；当有强风时，风从长龙状弧形遮挡顶上的多列间隔空隙进去，长龙状弧形遮挡顶本身形成了过风通道，间隔空隙列数越多，也就更有效地降低长龙状弧形遮挡顶迎风面和背风面之间的风压差，从而降低强风吹翻本发明的风险。

本发明中，对于公路服务区的建筑屋顶和沿公路延伸方向公路两侧空闲无使用价值的用地的利用上，本发明给出下述利用方案，具体为：

所述太阳能公路供电系统还包括于公路服务区建筑屋顶上铺设所述太阳能电池板3、以及于所述公路一侧铺设所述太阳能电池板3，于公路服务区建筑屋顶上铺设的所述太阳能电池板3和于所述公路一侧铺设的所述太阳能电池板3分别与所述太阳能控制器5电连接。通过该方案可以有效地就近利用公路服务区建筑屋顶上的闲置空间、公路边上的用地，并且在不影响地区生态环境情况下进行铺设所述太阳能电池板3，以增加发电量，实现资源的合理利用。

如图5所示，为了更加有效就近利用公路边无使用价值的用地，在铺设所述太阳能电池板3的基础上，当该地风力资源丰富时，在上述铺设所述太阳能电池板3的基础上，还可以架设风力发电机15，所述风力发电机15与所述储能装置4电连接。这样有效就近利用公路边无使用价值的用地设置所述太阳能发电板和所述风力发电机15，同时也便于集中管理。

本发明中，所述储能装置4采用现有技术中成熟应用的超级电容器或者蓄电池，所述立柱1和所述桁架2可均由钢材料制成，通过本发明可以有效解决我国钢铁产能过剩问题。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。