專利名稱：太陽能路面保護系統及其保護方法
技術領域：
本發明涉及太陽能技術領域，特別涉及一種太陽能路面保護系統。
背景技術：
當前的道路融雪主要采取向路面拋灑融雪劑來實現，融雪劑主要分為兩種，一種 是以醋酸鉀為主要成分的有機融雪劑，這種融雪劑融雪效果好，腐蝕性弱，但是價格昂貴， 僅用在飛機場跑道等有特殊要求的場所；另一種融雪劑則是以氯鹽為主要成分的無機融雪 齊U，如氯化鈉(即食鹽)、氯化鉀、氯化鎂、氯化鈣等，這一類融雪劑融雪效果相對差些，腐蝕 性也比較強，對土壤和環境的影響都比較大。另外人工鏟除積雪也是最常見的方法之一，費 時費力不說，也無法鏟除的很干凈，在公路條件不好的地段，無法靠人力清除積雪，這樣對 山路彎道的道路安全很不利。除了上述外，南方夏天的地表溫度最高時能達到近70°C，在一 些地區甚至更高，高溫使得路面的浙青漆融化，對路面產生了極大的破壞性。另外，隨著能源和環境問題的日益突出，可再生能源的開發與利用逐漸引起了世 人的重視。太陽能以其清潔、分布范圍廣、利用方便等特點成為發展較快的可再生能源，如 何能夠利用太陽能來解決各種工業生產、生活中的問題也是人們關注和研究的焦點。
發明內容
針對上述技術問題，本發明的目的是提供一種能使太陽能電池對路面起到保護作 用的系統。實現本發明的技術方案如下太陽能路面保護系統，包括太陽能充放電裝置，檢測地表溫度的地面溫度傳感器， 設置于路面下的加熱裝置和水循環裝置，以及單片機，所述的太陽能充放電裝置的輸出端 與單片機連接，所述的單片機連接加熱裝置和水循環裝置，單片機還連接地面溫度傳感器， 該單片機將接收地面溫度傳感器的信號進行分析后，發出是否啟動加熱裝置和水循環裝置 工作的命令。采用上述方案，當冬季時通過太陽能電池板發電，由光伏控制器控制蓄電池的充、 放電，當地面有結冰或者積雪產生時，由溫度傳感器來觸發溫度控制器，使給水水泵和加熱 裝置工作；夏季可以通過溫度傳感器來觸發給給水泵工作，通過地下水的低溫來使浙青路 面降溫，防止夏季高溫使路面永久變形。所述水循環裝置包括用于獲取地下水的第一給水泵以及設置于地下的冷卻水管， 該第一給水泵與單片機連接，第一給水泵還與冷卻水管連接。在利用加熱裝置對路面進行 加熱前，通過抽取地下水對路面進行預熱，有利于節約蓄電池儲蓄的電能。所述水循環裝置還包括用于獲取自來水的第二給水泵以及設置于地下的冷卻水 管，該第二給水泵與單片機連接，第二給水泵還與冷卻水管連接。當夏天路面溫度過高，通 過第二給水泵抽取冷水可以對地面進行降溫。本發明的有益效果在于通過太陽能產生的能量解決路面積雪結冰的問題，阻止了安全事故的發生，同時通過夏季地下水的相對低溫作用來降低夏天地表的過高溫，緩解 了由于夏天高溫造成的路面損壞，本發明結構簡單，環保。本發明另一目的是提供種利用太陽能保護路面的方法，在雨雪天氣，通過該方法 對路面的情況進行檢測可以啟動加熱裝置對路面進行加熱，確保行駛在路面上的交通工具 的安全性。 上述太陽能路面保護方法，包括以下步驟(1)在單片機內預設各個用于比較的溫度的初始值；(2)單片機判斷地面溫度傳感器傳入到單片機中的溫度是否小于單片機中預設的
第一溫度；(3)若步驟⑵的判斷結果為是，則單片機先發出啟動水循環裝置工作的命令，水 循環裝置工作結束，單片機再發出啟動加熱裝置工作的命令；(4)步驟(3)執行完畢后，單片機判斷地面溫度傳感器傳入到單片機中的溫度是 否大于單片機中預設的第四溫度，若該判斷結果為否，則返回步驟(3)，若該判斷結果為是， 則返回步驟(2)。上述方案的優點在于單片機與溫度傳感器檢測的溫度進行比較后，如果路面溫 度低于單片機的設定值，則先啟動水循環裝置抽取地下水，通過地下水對地面進行預熱，由 于地下水具有一定溫度，可以節約用太陽能蓄電池為公路進行加熱所需的電能。通過地下 水進行預熱后，再啟動蓄電池對加熱裝置供電，加熱裝置對地面進行加熱，使路面溫度上 升，當交通工具在路面上行駛上，可以提高輪胎與路面的摩擦力，提高行駛的安全性。還包括步驟(21)，即，若步驟(2)的判斷結果為是，則單片機判斷管道溫度傳感器 傳入到單片機中的溫度是否小于單片機中預設的第三溫度，若判斷結果為是，則執行步驟 (3)。通過檢測管道中的水溫，如果管道中的溫度過低時，可以防止因溫度過低使管道中的 水發生凍結，這樣可以在隨時需要用水時使管道中的水流動起來。若步驟(21)的判斷結果為否，則單片機發出啟動水循環裝置工作的命令，水循環 裝置工作結束后，單片機判斷地面溫度傳感器傳入到單片機中的溫度是否小于單片機中預 設的第五溫度，若該判斷結果為是，則單片機繼續發出啟動水循環裝置工作的命令，通過水 循環裝工作抽取地下水，同樣可以利用地下水對路面進行加熱。若步驟(2)的判斷結果為否，則單片機判斷地面溫度傳感器傳入到單片機中的溫 度是否在單片機中預設的第一溫度和第二溫度之間，若該判斷結果為否，則單片機先發出 啟動水循環裝置工作的命令，水循環裝置工作完畢后，單片機繼續判斷地面溫度傳感器傳 入到單片機中的溫度是否小于單片機中預設的第六溫度，若該判斷結果為否，則單片機繼 續發出使水循環裝置工作的命令，若判斷結果為是，則返回步驟到(2)。當路面溫度過高時， 同樣會降低路面與交通工具輪胎之間的摩擦力，因此本步驟的主要作用為，路面溫度過高 時，可以通過抽取自來水對路面進行降溫，使路面降到交通工具行駛所需的溫度范圍內。
圖1為本發明的結構示意2為本發明的太陽能路面保護方法流程中100為地面溫度傳感器，200為單片機，300為加熱裝置，400為太陽能電池板，500為蓄電池，600為光伏控制器，700為第一給水泵，800為冷卻水管，900為第二給水
泵，1000為管道溫度傳感器。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。參照圖1，本發明的太陽能路面保護系統，包括太陽能電池板400，蓄電池500，以及控制蓄電池充、放電的光伏控制器600，檢測地表溫度的地面溫度傳感器100，設置于路 面下的加熱裝置300和水循環裝置，以及單片機200，所述的光伏控制器600的輸入端連接 太陽能電池板400，光伏控制器600的蓄電池端連接蓄電池500，輸出端連接單片機，所述 的太陽能充放電裝置的輸出端與單片機連接，所述的單片機連接加熱裝置300和水循環裝 置，單片機還連接地面溫度傳感器100，該單片機將接收地面溫度傳感器的信號進行分析 后，發出是否啟動加熱裝置和水循環裝置工作的命令。所述水循環裝置包括用于獲取地下水的第一給水泵700以及設置于地下的冷卻 水管800，該第一給水泵700與單片機連接，第一給水泵700還與冷卻水管800連接，還包括 用于獲取自來水的第二給水泵900以及設置于地下的冷卻水管800，該第二給水泵900與單 片機連接，第二給水泵900還與冷卻水管800連接，所述水循環裝置中設有管道溫度傳感器 1000。根據上述的保護系統，制定了一種用于上述保護系統的方法，采用該方法為地面 升溫的過程如下(1)在單片機200內預設各個用于比較的溫度的初始值，在本系統中，設置了 6個 用于比較的溫度，其中，第一溫度TO的初始值為15°C，第二溫度Tl的初始值為35°C，第三 溫度T2的初始值為5°C，第四溫度T3的初始值為5°C，第五溫度T4的初始值為5°C，第六溫 度T5的初始值為45 °C。(2)單片機200判斷地面溫度傳感器100傳入到單片機中的溫度是否小于單片機 中預設的第一溫度TO = 15°C。如果該判斷結果為是，則執行步驟(21)，步驟(21)是單片 機200判斷管道溫度傳感器1000傳入到單片機中的溫度是否小于單片機中預設的第三溫 度T2 = 5°C，若判斷結果為是，則執行步驟(3)，即單片機啟動水循環裝置的第一給水泵700 先工作5分鐘，第一給水泵700工作時間結束后，單片機再啟動蓄電池為加熱裝置3提供電 能，電熱裝置300工作15分鐘。步驟(3)執行完畢后，單片機判斷地面溫度傳感器傳入到 單片機中的溫度是否大于單片機中預設的第四溫度T3 = 5°C，若該判斷結果為否，則返回 步驟(3)，繼續對地面進行加熱。若該判斷結果為是，加熱裝置停止工作，并延遲一段時間， 返回步驟(2)重新對地面進行檢測。若上述步驟(21)的判斷結果為否，則單片機發出啟動水循環裝置的第一給水泵 700工作的命令，第一給水泵700工作結束后，單片機判斷地面溫度傳感器傳入到單片機中 的溫度是否小于單片機中預設的第五溫度T4 = 5°C，若該判斷結果為是，則單片機繼續發 出啟動水循環裝置工作的命令，若該判斷結果為否，則返回步驟(2)。上述方案為采用太陽能以及地下水對路面進行加熱升溫的過程，上述技術方案將 地下水的水溫與太陽能相結合，由于地下水的水溫在15°C左右，因此當地面溫度低于15°C 的時候，先利用地下水的水溫給地面加熱一段時間后，再啟動加熱裝置繼續對地面加熱。這樣節省了存儲在蓄電池中的能量，也充分利用了地下水的自然溫度。本發明的系統及方法還可以對地面進行降溫，其具體過程為若步驟(2)的判斷結果為否，則單片機判斷地面溫度傳感器傳入到單片機中的溫度是否在單片機中預設的第一溫度TO = 15°C和第二溫度Tl = 35°C之間，若該判斷結果為 否，則單片機先發出啟動第二給水泵900工作的命令，第二給水泵900工作完畢后，單片機 繼續判斷地面溫度傳感器傳入到單片機中的溫度是否小于單片機中預設的第六溫度T5 = 45°C，若該判斷結果為否，則單片機繼續發出使第二給水泵900工作的命令，若判斷結果為 是，第二給水泵900停止工作并延遲一段時間，返回步驟到(2)。當上述單片機判斷地面溫 度傳感器200傳入到單片機中的溫度是否在單片機中預設的第一溫度TO = 15°C和第二溫 度Tl = 35°C之間，若該判斷結果為是，不加熱，不啟動第二給水泵900，延遲一段時間返回 步驟(2)重新進行檢測。
權利要求
太陽能路面保護系統，包括太陽能充放電裝置，其特征在于還包括檢測地表溫度的地面溫度傳感器，設置于路面下的加熱裝置和水循環裝置，以及單片機，所述的太陽能充放電裝置的輸出端與單片機連接，所述的單片機連接加熱裝置和水循環裝置，單片機還連接地面溫度傳感器，該單片機將接收地面溫度傳感器的信號進行分析后，發出是否啟動加熱裝置和水循環裝置工作的命令。
2.根據權利要求1所述的太陽能路面保護系統，其特征在于所述水循環裝置包括用 于獲取地下水的第一給水泵以及設置于地下的冷卻水管，該第一給水泵與單片機連接，第 一給水泵還與冷卻水管連接。
3.根據權利要求1所述的太陽能路面保護系統，其特征在于所述水循環裝置還包括 用于獲取自來水的第二給水泵以及設置于地下的冷卻水管，該第二給水泵與單片機連接， 第二給水泵還與冷卻水管連接。
4.根據權利要求1至3任意一項所述的太陽能路面保護系統，其特征在于所述水循 環裝置中設有管道溫度傳感器。
5.根據權利要求1所述的太陽能路面保護系統，其特征在于所述的太陽能充放電裝 置包括太陽能電池板，蓄電池，以及控制蓄電池充、放電的光伏控制器，所述的光伏控制器 的輸入端連接太陽能電池板，光伏控制器的蓄電池端連接蓄電池，輸出端連接單片機。
6.如權利要求1所述的太陽能路面保護方法，其特征在于，包括以下步驟(1)在單片機內預設各個用于比較的溫度的初始值；(2)單片機判斷地面溫度傳感器傳入到單片機中的溫度是否小于單片機中預設的第一 溫度；(3)若步驟(2)的判斷結果為是，則單片機先發出啟動水循環裝置工作的命令，水循環 裝置工作結束，單片機再發出啟動加熱裝置工作的命令；(4)步驟(3)執行完畢后，單片機判斷地面溫度傳感器傳入到單片機中的溫度是否大 于單片機中預設的第四溫度，若該判斷結果為否，則返回步驟(3)，若該判斷結果為是，則返 回步驟⑵。
7.根據權利要求6所述的太陽能路1面保護方法，其特征在于還包括步驟(21)，即， 若步驟(2)的判斷結果為是，則單片機判斷管道溫度傳感器傳入到單片機中的溫度是否小 于單片機中預設的第三溫度，若判斷結果為是，則執行步驟(3)。
8.根據權利要求7所述的太陽能路面保護方法，其特征在于若步驟(21)的判斷結 果為否，則單片機發出啟動水循環裝置工作的命令，水循環裝置工作結束后，單片機判斷地 面溫度傳感器傳入到單片機中的溫度是否小于單片機中預設的第五溫度，若該判斷結果為 是，則單片機繼續發出啟動水循環裝置工作的命令，若該判斷結果為否，則返回步驟(2)。
9.根據權利要求6所述的太陽能路面保護方法，其特征在于若步驟(2)的判斷結果 為否，則單片機判斷地面溫度傳感器傳入到單片機中的溫度是否在單片機中預設的第一溫 度和第二溫度之間，若該判斷結果為否，則單片機先發出啟動水循環裝置工作的命令，水循 環裝置工作完畢后，單片機繼續判斷地面溫度傳感器傳入到單片機中的溫度是否小于單片 機中預設的第六溫度，若該判斷結果為否，則單片機繼續發出使水循環裝置工作的命令，若 判斷結果為是，則返回步驟到(2)。
10.根據權利要求9所述的太陽能路面保護方法，其特征在于當上述單片機判斷地面溫度傳感器傳入到單片機中的溫度是否在單片機中預設的第一溫度和第二溫度之間，若該判斷結果為是，則返回步驟(2)。
全文摘要
本發明公開了太陽能路面保護系統包括太陽能充放電裝置，檢測地表溫度的地面溫度傳感器，設置于路面下的加熱裝置和水循環裝置，單片機，所述的太陽能充放電裝置的輸出端與單片機連接，所述的單片機連接加熱裝置和水循環裝置，單片機還連接地面溫度傳感器，該單片機將接收地面溫度傳感器的信號進行分析后，發出是否啟動加熱裝置和水循環裝置工作的命令，通過太陽能產生的能量解決路面積雪結冰的問題，同時通過夏季地下水的相對低溫作用來降低夏天地表的過高溫，緩解了由于夏天高溫造成的路面損壞。本發明還公開了保護路面的方法，通過該方法對路面的情況進行檢測可以啟動加熱裝置對路面進行加熱，確保行駛在路面上的交通工具的安全性。
文檔編號H02N6/00GK101818472SQ20101014800
公開日2010年9月1日 申請日期2010年4月16日 優先權日2010年4月16日
發明者徐鵬, 時劍, 潘小雷, 陳志強 申請人:常州佳訊光電系統工程有限公司