一種能夠進行水利調節和路基防護的道路光伏系統的制作方法

本技術涉及光伏能源系統，具體涉及一種能夠進行水利調節和路基防護的道路光伏系統。

背景技術：

1、我國西南地區特別是云南屬于亞熱帶高原季風型，是全國太陽能資源最豐富的省份之一，全年光照充沛，年日照時數在2000小時以上，太陽年輻射總量每平方厘米為130-180千卡，云南的太陽能資源分布比較均勻，除了滇西北的高海拔地區外，大部分地區的光照條件都很好。其中，滇中、滇東北、滇東南、滇西南地區的太陽能資源最為豐富，年日照時數在2200小時以上，太陽年輻射總量每平方厘米為140-180千卡。與豐富的太陽能資源相比，我國西南地區雖然水資源較為豐富，因未能很好合理開發利用水資源，反而成為水資源貧乏區域。

2、目前，我國各地都在大力建設農村道路，道路的通車里程也屢創新高，這些道路中相當一部分具有優異的光照條件，因此形成了一項極具潛力的、且開發建設成本較低的硬件資源。相比于需要專門劃定區域、占用土地，并且還需要大量前期基礎設施建設后才能進行安裝建設的光伏項目，依托建成的農村道路進行光伏項目建設能夠充分利用現有的硬化路面，只要選擇在條件合適的路段進行建設和發展，無論是成本還是建設周期顯然更具優勢；

3、另外，這些道路有相當大的一部分是修建在山區地帶，公路的維護保養是個大問題，特別是雨季持續時間長，雨水的勢能大，對路面，特別是建造在山地上的路基會造成持續的侵蝕，極易造成公路損壞，增加公路維護成本，縮短其使用壽命；而通過技術手段使落到或者沖到路面的雨水受控制，也有利于雨水資源的收集，對于小河、小水庫、小水塘中水資源的補充和保持是一條效果明顯且正確的途徑。但是現有技術中依托公路進行光伏項目建設的技術方案，考慮更多的是如何更好的提高太陽能資源的利用率，同時降低對車輛在道路上行駛的影響，并確保原有道路本體結構的安全、穩定、可靠，對于落到相應設施上的降水只是采用技術手段防止其落到道路上，未對其進行人為干預和收集；保護措施較為單薄，整個支撐系統缺少適應道路這一特殊場所的防撞措施。

4、因此，如何解決提高道路光伏系統的太陽能利用率，和對降水資源的綜合利用，延長農村道路的使用壽命等問題具有重要的現實意義，也是道路光伏系統成敗的關鍵技術。

技術實現思路

1、為解決現有技術中的問題，本實用新型提供一種能夠進行水利調節和路基防護的道路光伏系統，依托現有的農村建成道路路面進行光伏發電系統建設，利用光伏板組成的面板承接降雨，并設置配套的雨水存儲或輸送機構將其收集匯攏進行利用。

2、為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：一種能夠進行水利調節和路基防護的道路光伏系統，設置在道路的路面及道路側面的路基上，其特征在于：

3、包括傾斜支架，傾斜支架架設在道路路面上方，用以承載光伏發電面板1及配套的附件裝置；

4、還包括雨水收集機構，雨水收集機構設置在單面傾斜支架的最低端，收集落在光伏發電面板1上的降雨。

5、優選的，所述傾斜支架采用模塊式組合結構，每個單元模塊均包括支撐架2和承重架3。

6、其中，支撐架2的上表面安裝矩形的光伏發電面板1，下表面則固定光伏發電面板1的附件裝置，單個支撐架2上的若干塊縱向排列的矩形光伏發電面板1相互緊貼安裝，間隔處設置防滲條；而所述承重架3包括斜撐3-1、豎撐3-2以及支撐圓柱3-3。

7、優選的，所述支撐架2由c型鋼梁在同一平面內縱橫垂直交叉連接組成，其中，沿道路寬度方向為橫向，沿道路的長度方向為縱向，橫向上均勻設置四根以上且為偶數根的縱向梁2-1，縱向上則包括分別設置在該單元模塊的起始端和終了端的橫向梁2-2；支撐架2外側的兩根縱向梁2-1分別固定在支撐架2的邊緣，而最中間的兩根縱向梁2-1分列在承重架3的支撐圓柱3-3兩側。

8、所述承重架3中包括兩根斜撐3-1，斜撐3-1的上端部分別固定在最外側兩根縱向梁2-1與橫向梁2-2的交叉處，下端則與同側的緊貼在支撐圓柱3-3側面的豎撐3-2的下端連接，斜撐3-1和豎撐3-2的共同連接處設置下環狀抱箍3-4，下環狀抱箍3-4鎖緊在支撐圓柱3-3上，在下環狀抱箍3-4的上方設置上環狀抱箍3-5，將兩根豎撐3-2的中上部固定在支撐圓柱3-3上，另外，在支撐圓柱3-3的頂端設置一根方形橫桿3-6，桿體擔在支撐圓柱3-3的端面，橫桿兩端分別固定在兩個豎撐3-2側壁上，兩個豎撐3-2的頂端與同一平面內的橫向梁2-2相連接。

9、優選的，所述雨水收集機構包括雨水收集槽4、落水管5、總管6和蓄水池7；每個傾斜支架的單元模塊高度較低的一側邊緣沿縱向固定有雨水收集槽4，雨水收集槽4的長度與該單元模塊的縱向長度一致，相鄰兩個單元模塊上的雨水收集槽4為一組，二者在縱向上相對傾斜安裝，交接處為最低點，并在此處設置落水管5連接，若干組雨水收集槽4依次相連，各組的落水管5相互連通并匯集到總管6，總管6向下延伸，連接至蓄水池7。

10、優選的，所述雨水收集機構還包括連接蓄水池7和雨水管網的沉淀池和輸水管道，以及與所述光伏發電面板1及配套的附件裝置相連得到蓄電池和抽水裝置。

11、優選的，所述傾斜支架根據道路寬度采用不同的組合形式。

12、道路寬度小，直接采用兩個傾斜度一致的傾斜支架模塊組合，兩個傾斜支架中承重架3的支撐圓柱3-3分別向下延伸與設置在道路兩邊且不同高度的立柱8銜接固定，較低側的傾斜支架的側面安裝雨水收集槽4、落水管5、總管6和蓄水池7組成的雨水收集機構；設置在道路兩邊防護欄外側的立柱8為矩形或者圓柱型空心管，其內部設置增強及防氧化介質，該介質的外形及尺寸與立柱8的內部完全吻合；另外，立柱8的底部與方形支座9固定，并在四周分別設置加強肋板10，立柱8的底部和方形支座9整體包裹配重塊并設置在道路路面的水平面下方；而在道路路面的水平面之上，圍繞所述立柱8設置組合式防撞裝置12，具體采用在立柱外圍包裹高度為1-1.5m的中空防撞桶，防撞桶內填充砂石緩沖層，形成對立柱下端的保護。

13、若道路寬度增加，中間跨度過大，則采用兩個以上傾斜度一致的傾斜支架模塊組合，其中兩側的傾斜支架模塊的支撐圓柱3-3分別與設置在道路兩邊且不同高度的立柱8銜接固定，中間的傾斜支架模塊的支撐圓柱3-3則架設在設置于道路中間隔離帶的立柱8上，兩個以上傾斜支架模塊上設置的光伏發電面板1間設置具有拉伸特性的柔性防水膠條11，保證分列道路兩側的立柱在遇到沉降不一的情況下，相互間不會出現因硬連接導致的拉扯和破壞，但同時又能保證光伏板的整體性；較低側的傾斜支架的側面安裝雨水收集槽4、落水管5、總管6和蓄水池7組成的雨水收集機構。

14、優選的，為防止出現任意一個傾斜支架的立柱被撞擊后出現變形，產生連鎖效應而對兩側相互連接的支架造成牽拉破壞，所述縱向相鄰的兩個傾斜支架模塊上相對的縱向梁2-1間采用具有緩沖伸縮部件13的連接結構。

15、所述緩沖伸縮部件13的具體結構包括：在相對的兩個縱向梁2-1的端頭部，分別設置各占縱向梁2-1一半厚度且接觸面相對的緩沖段13-1，在兩個接觸面上分別設置截面為弧形的滑槽13-2，滑槽13-2的兩端均設置球狀凹槽13-3；同時，在各自緩沖段13-1的本體端部，靠近球狀凹槽13-3的外側開設圓孔13-4，并在圓孔13-4內設置頭部為球狀的鎖緊塊13-5，鎖緊塊13-5下方連接彈簧13-6，彈簧13-6作用于鎖緊塊13-5，使其頭部能夠上下伸縮的同時整體保留在圓孔13-4內；兩根縱向梁2-1相對拉伸時，兩個鎖緊塊13-5分別在各自對應的滑槽13-2內滑動，直至鎖緊塊13-5落入緩沖段13-1端部的球狀凹槽13-3內，在彈簧13-6的擠壓下實現定位，只要拉伸的外力不超過彈簧13-6和鎖緊塊13-5產生的鎖緊力，兩根縱向梁2-1就保持相對固定；當兩根縱向梁2-1相對擠壓靠攏時，兩個鎖緊塊13-5依然分別在各自對應的滑槽13-2內滑動，直至鎖緊塊13-5落入緩沖段13-1根部的球狀凹槽13-3內，在彈簧13-6的擠壓下實現定位，只要擠壓的外力不超過彈簧13-6和鎖緊塊13-5產生的鎖緊力，兩根縱向梁2-1就保持相對固定；而在兩端之間緩沖區域，鎖緊塊13-5在各自對應的滑槽13-2內來回滑動，也就是當任意一個傾斜支架發生一定程度形變時，與之相鄰的傾斜支架具有緩沖區域，不至于馬上隨之發生變形，提高光伏系統整體的抗沖擊性能、強度和安全性。

16、優選的，所述較低側的傾斜支架的最低處高度大于5m。

17、優選的，所述傾斜支架中的支撐架2與承重架3的支撐圓柱3-3之間為活動連接，支撐架2以支撐圓柱3-3為軸實現轉動，進行其上安裝的光伏發電面板1的角度調節，使其能夠以合適的角度接受光照，提高光電轉化效率。

18、本技術將常規的光伏發電系統與現有的基礎設施相結合，即在現有的農村道路的路面基礎上進行光伏發電設施的建設，能夠充分利用地區豐富的太陽能資源，實現綠色能源的可持續發展，產生較為客觀的經濟效益；并且在現成的道路上有選擇地進行建設，不需要額外占用土地，保護珍貴的土地資源，并且方便運輸和安裝，可明顯減少建設的投入；還有，可充分利用光伏系統的硬件設施，對覆蓋區域的降水進行收集，避免白白流失浪費，將其收集使用，或者匯入管網系統，實現降水資源的保護和蓄積，合理分配水資源，減輕在旱季缺水狀況；另外，依靠光伏系統硬件的遮擋，能夠一定程度上減輕雨季時降水對農村道路路基和路面的侵蝕和損壞，降低道路維護的成本，延長道路使用壽命；保持路面干燥，提高道路行車安全性，維持良好的道路交通運輸條件，并可依托光伏發電系統建設新能源車輛充電樁和智能洗車點，直觀地實現經濟效益的轉化；此外，本技術中的方案還包括于立柱下端設置的防碰撞裝置，提高光伏系統的結構安全。

19、本技術將支撐光伏發電面板1的傾斜支架設置為模塊化組合結構，完整的模塊可單獨使用，也能多個模塊組合使用，結合固定其上的光伏發電面板1及配套的附件裝置和設置在側面的雨水收集機構，能夠根據道路的具體情況進行組合，適應復雜多變的農村道路實際狀況，提高整個系統的適用范圍；另外，本系統所述的雨水收集機構采用就地存儲和并入管網的不同形式，可根據道路所處位置來決定所收集的降水是就地蓄積，供給道路周邊的耕地灌溉使用，或者是并入雨水網絡，進行統一調配使用，有利于提高道路周邊農戶的接受程度和建設意愿。

20、本技術的方案有別于現有技術，采用全通透的框架結構，不會形成類似隧道的半封閉形式，對于行駛的車輛不會產生氣流、噪音等影響，也不會出現路面飛塵聚集的情況，安全性較高。