[发明专利]一种城市道路发电与车流预测综合系统

说明书

技术领域

本发明属于新能源系统，尤其涉及一种城市道路发电与车流预测综合系统。

背景技术

随着社会的发展，人们的环保意识日益增强，开发与应用清洁、环保、可靠、廉价的新能源已成为当今世界新的研究热点。根据相关统计，全球汽车保有量突破十亿辆，中国超越日本排名世界第二位，约为1.19亿辆，这是相当可观的数字，汽车数量的增加不仅消耗大量能源，而且还可能引发交通堵塞，给人民生活带来诸多不便。

但是，汽车在带来城市问题的同时，也蕴含着大量可利用的热量。截至2015年底，中国公路通车总里程达到457万公里，其中沥青混凝土路面占了相当大的比重，而路面会从行车荷载和重力做功中获得应变能和动能，这部分能量巨大且具有良好的可回收性。

因此，考虑在沥青路面内加入压电材料，通过汽车行驶时的压电效应将机械振动能转换为绿色电能。道路压电发电装置是一种收集耗散能源转换为工作能源的新型能量收集系统，当压电材料受到机械外力作用发生形变时，压电材料两端会出现异号电荷，即产生电能，这可以在很大程度上解决城市路灯、红绿灯用电问题，且在未来电动汽车用电方面也有很大潜力，与此同时，随着新工艺的发展和使用，压电材料的综合性得到了不断的提高，尤其是聚偏氟乙烯已经广泛应用于机场、发电站、高速公路、高层建筑等方面，理论上，植入沥青的压电晶体-聚偏氟乙烯至少可使用30年。

为了将道路发电产生的电能进行利用，本发明设计了蓄电池组A进行存储，同时，为了保证城市供电量的需求，将光伏发电系统的发电量贮存在蓄电池组B中，两者产生的电力一起供给城市路灯、红绿灯。

此外，研究表明，当汽车在路上行驶发生压电效应产生电流时，电流的大小跟汽车的重量成正比，并考虑到城市车辆重量差别不大，因此，本发明设计了电能回收装置，对产生的电流大小进行统计以确定车流量大小；并且，当车速较慢的时候，产生电量的速度就会较慢，从而电流示数就较小，可作为交通堵塞情况的判断标准。

本发明还考虑了基于发光二极管的计数装置，车辆从压电材料上面经过的时候，会使压电材料发生形变，内部产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷；当外力去掉后，压电材料又会恢复到不带电的状态。这样，当车辆通过压电材料时便产生交流电，使得发光二极管发光，从而计数一次，进而统计车流量大小，并与电能回收装置确定的车流量进行综合判断。

发明内容

针对上述存在的问题和现象，本发明提供一种城市道路发电与车流预测综合系统，旨在合理利用清洁的可再生能源，提高太阳能电池板的光电转换效率。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种城市道路发电与车流预测综合系统，包括：

压电材料：其配置为通过汽车行驶时的压电效应将机械振动能转换为电能；

沥青路面：其配置为给压电材料的植入提供场所；

计数装置：其配置为准确地统计红绿灯一定距离内的车流量；

电能回收装置：其配置为回收道路发电系统产生的电能；

蓄电池A：其配置为储存道路发电系统产生的电能；

太阳能电池方阵：其配置为在有光照时通过光生伏特效应将光能转换为电能；

蓄电池B：其配置为贮存光伏发电系统产生的电能；

充放电控制器：其配置为自动防止蓄电池过充电和过放电；

路灯：其配置为使用发电系统产生的电能为城市提供照明；

红绿灯：其配置为使用发电系统产生的电能进行交通信号指示；

上述的一种城市道路发电与车流预测综合系统，其中，所述的压电材料选用聚偏氟乙烯。

上述的一种城市道路发电与车流预测综合系统，其中，所述的计数装置选用发光二极管的计数芯片。

上述的一种城市道路发电与车流预测综合系统，其中，所述的计数装置用来统计车流量大小，并与电能回收装置回收的电能大小综合判断车流量和堵塞情况。

上述的一种城市道路发电与车流预测综合系统，其中，所述的充放电控制器自动防止蓄电池的过充电和过放电。

上述技术方案具有如下优点或者有益效果：

1、利用压电效应在车辆行驶过程中发电，将浪费掉的汽车振动机械能高效地转换为绿色电能，据估计，1公里路面能产生约100-400KW的电力，由该系统产生的电力价格能降到每度0.2元-0.7元，这非常接近目前的民用电价，甚至还更低，而且由此带来的减碳效应不可估量。可见，该技术方案不但具有广阔的应用前景和社会效益，还顺应低碳经济、节能环保的时代发展主题。