[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

说明书

本发明公开了一种具有风光互补发电功能的高速公路门架及安装方法，其中，该装置包括：发电模块、支架模块、储电模块、负载模块。支架模块是高速公路门架的框架，用于支撑发电模块和负载模块，发电模块用于回收太阳能、自然风能和行驶车辆气流风能，将回收的可再生能源转化为电能储存在储电模块中，储电模块通过电线将电能传输给负载模块。本发明实现了高速公路路域范围的可再生能源高效利用，减少了无/弱电网地区远距离输电的成本，提高了交通能源清洁化程度，有利于实现交通领域的“碳达峰”和“碳中和”，可广泛应用于风光资源丰富区的弱/无电网、小负荷高速公路门架领域。

技术领域

本发明涉及高速公路门架技术领域，具体涉及一种具有风光互补发电功能的高速公路门架及安装方法。

背景技术

高速公路作为便捷、高效的交通基础设施，在我国已建成全球最大的高速公路网络，覆盖包含新疆、西藏等省份在内的全部地区。随着我国高速公路交通基础设施建设规模的持续扩大，一方面，高速公路沿线设施供能在一些偏远地区存在用能紧张、供电困难的问题，另一方面，高速公路路域范围存在广泛的可利用可再生能源，交通能源自洽潜力巨大。因此，针对风光资源丰富区的弱/无电网、小负荷高速公路应用场景，实现高速公路沿线设施用能的自我供给是必要之举。

高速公路门架是公路沿线设施的重要组成部分，用于安装监控摄像机、气象检测器及可变信息标志等监控设施，是高速公路系统重要的用能单元。对于地处偏远、远离供电系统及电力运输成本高的地区，门架系统沿高速公路线状分布，位置零散，各系统单元耗能相对较少，沿线架设电网成本高，采用就近取电的分散供电模式较为困难；同时，此类地区往往属于风光资源丰富的高自然禀赋地区，在高速公路路域范围内存在丰富的太阳能、风能。因此，针对此类场景，将公路沿线的风光资源加以利用，实现高速公路门架系统微网自供电，有利于遵循就近开发、就近消纳的建设理念，构建清洁化、高效化的新型公路交通能源系统。

申请公布号为CN1006097888A的中国专利公开了一种一体式高速公路太阳能门架式情报板，采用一体式结构，太阳能面板采用支撑体焊接支撑。但其不足之处在于，没有对路域风能进行利用。授权公告号CN207867718U的中国专利公开了一种高速公路电子显示器，包括电子显示器主体、立柱、太阳能发电组件、风力发电机等，实现太阳能风能的使用。但其不足之处在于，该门架式结构无法加装其他监控等机电设施，并且未对行驶车辆产生的气流风进行回收利用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种具有风光互补发电功能的高速公路门架及安装方法，旨在解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种具有风光互补发电功能的高速公路门架，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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0.5 m*0.5m。