太阳能路面及导体的制作方法

本发明涉及太阳能技术领域，具体而言，涉及一种太阳能路面及导体。

背景技术：

冬季降雪时，气温较低，太阳能道路易形成积雪，积雪遮挡阳光，影响太阳能道路的发电；现有除雪方法是通过人工采用铁锹、铁铲等简易工具或大型车辆铲除路面积雪，或采用融雪剂降低路面冰点的方式除雪，但是人工除冰雪需耗费大量的人力物力，且有一定的滞后时间才能使交通恢复正常，融雪剂长期大量的使用易造成土壤的盐碱化，恶化植被生存环境，腐蚀钢筋，易对太阳能道路造成永久性破坏。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种太阳能路面及导体，其能够解决上述问题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种太阳能路面，其特征在于，包括从上至下依次设置的路面层、发电层、支撑层及路基层；

路面层包括透光体及设置在所述透光体内的导体，所述导体的横截面形状为椭圆形，所述导体横截面的长轴方向垂直所述透光体的上表面。

进一步的，在本发明的一种实施例中，上述导体的横截面长轴与短轴长度比为3：2。

进一步的，在本发明的一种实施例中，上述导体采用来回折返的方式设置在所述透光体内。

进一步的，在本发明的一种实施例中，上述导体设置有多个，多个所述导体在同一平面沿所述透光体的长度方向或宽度方向间隔排列设置。

进一步的，在本发明的一种实施例中，上述导体距所述透光体上表面距离为所述透光体厚度的四分之一至五分之二。

进一步的，在本发明的一种实施例中，上述路面层还包括透明防滑层，所述透明防滑层铺设在所述透光体的上表面。

进一步的，在本发明的一种实施例中，上述太阳能路面还包括储电装置，所述储电装置分别电性连接所述发电层及导体；

所述储电装置存储所述发电层光电转化的电能，并将存储的电能供给所述导体发热。

进一步的，在本发明的一种实施例中，上述导体的长度计算方法如下：

l＝πu²a²/6pρ

u：所述导体通电电压；

p：所述导体的发热功率；

ρ：所述导体的电阻率；

l：所述导体长度；

a：所述导体椭圆形截面的长轴长度。

一种导体，所述导体采用镍铬合金复合材质，以质量百分比计包括以下组分：镍70％￣75％、铬15％￣20％及复合材料5％￣15％，所述复合材料包括锰、钨、铅及锡中的一种或多种组合。

进一步的，在本发明的一种实施例中，上述导体横截面为椭圆形，且所述导体椭圆形截面的长轴与短轴长度比为3：2。

本发明实施例的有益效果是：

太阳能路面具有融化冰雪功能，保证太阳能路面的发电效率，减轻路面除雪的劳动强度，节省人力物力，解决人工或化学除雪对路面造成永久伤害的问题。

路面层包括透光体和导体，导体设置在通电发热，为路面层提供热量，使太阳能路面上的积雪融化，导体的横截面为椭圆形，且长轴相对于太阳能路面垂直设置，有利于热量的横方向传播，使透光体发热更加均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例单个导体设置结构示意图；

图2为本发明实施例多个导体设置结构示意图；

图3为本发明实施例太阳能路面整体结构示意图；

图4为本发明实施例多个导体设置另一结构示意图；

图5为本发明实施例太阳能路面另一结构示意图。

图标：10－路面层；20－发电层；30－支撑层；40－路基层；11－透光体；12－导体。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本方案通过一种太阳能路面及导体12，用于解决太阳能路面积雪的问题，保证太阳能路面的发电效率；太阳能路面包括从上至下依次设置的路面层10、发电层20、支撑层30及路基层40，路面层10包括透光体11和设置在透光体11内部的导体12，导体12可设置有多个，多个导体12在同一平面上沿透光体11的长度方向或宽度方向间隔排列设置，导体12横截面为椭圆形，导体12横截面的长轴垂直透光体11的上表面，减小导体12对发电层采光的影响，有利于热量沿导体12排列方向传播，使透光体11发热更加均匀。导体12采用镍铬合金复合材质，以质量百分比计包括以下组分：镍70％￣75％、铬15％￣20％及复合材料5％￣15％，复合材料包括锰、钨、铅及锡的其中一种或多种组合，通过改变导体12的组分及比例，从而改善导体12的电阻参数和导体12的刚性。在导体12电阻不变的情况下减小导体12刚性，提高了导体12的韧性，导体12可随透光体11发生形变，使导体12可适应形状多变的应用环境。

实施例1：

请参照图1所示，本实施例提供一种太阳能路面，太阳能路面包括从上至下依次设置的路面层10、发电层20、支撑层30及路基层40，路面层10包括透光体11和设置在透光体11内部的导体12，透光体11为板状结构，材质可以为透明树脂。导体12为椭圆柱结构，导体12距透光体11上表面距离为透光体11厚度三分之一，导体12的横截面长轴方向垂直透光体11的上表面，有利于热量的横向传播。

本实施例中，在一段距离的太阳能路面中，根据实际情况在透光体11内设置一根导体12，导体12在透光体11内来回折返形成多个折返段，折返角度为180°，多个折返段沿透光体11的长度方向或宽度方向间隔排列设置，热量沿导体12的排列方向传播，使透光体11均匀受热，防止热量聚集损坏透光体11，同时可减少斑马纹效果，保证发电层20的发电效率。

透光体11朝上的上表面可作为承载面，透光体11吸收挤压冲击，保护发电层20不受损坏，发电层20包括柔性太阳能薄膜，柔性太阳能薄膜用于光电转换。路基层40是道路的基础，支撑层30铺设在路基层40上方，支撑层30支撑发电层20，对发电层20具有支撑及相对于路基层40找平的作用。柔性太阳能薄膜电性连接储电装置，储电装置收集柔性太阳能薄膜转换的电能，储电装置电性连接导体12，通过储电装置存储的电能对导体12进行通电，在太阳能路面存在积雪时，导体12产生的热量传递至透光体11，透光体11将热量传输至路面层10上沉积的冰雪，从而使路面层10表面的冰雪融化。

本实施例中，路面层10还可以铺设于台阶面或房屋顶面，通过周边电网为导体12供电发热，达到快速融化积雪的目的，可在透光体11的上表面进行粗糙化处理，提高透光体11上表面的摩擦力。

实施例2

参考图2－5所示，本实施例提供一种太阳能路面，太阳能路面包括从上至下依次设置的路面层10、发电层20、支撑层30及路基层40，发电层20电性连接有储电装置；路面层10包括透光体11和设置在透光体11内部的导体12，透光体11为板状结构，材质可以为透明树脂。导体12为椭圆柱结构，导体12横截面的长轴和短轴比为3：2；导体12距透光体11上表面距离为透光体11厚度三分之一，导体12的横截面长轴方向垂直透光体11的上表面，导体12可设置有多个，每个导体12分别与储电装置电性连接。多个导体12沿透光体11的长度方向或宽度方向间隔排列设置，导体12的横截面长轴方向及导体12的长度方向均垂直多个导体12的排列方向，有利于热量沿导体12的排列方向传播，使透光体11均匀受热，防止热量聚集损坏透光体11，同时减少斑马阴影效果，保证发电层20的发电效率。

参考图3或图5所示，透光体11在太阳能路面的最上部，透光体11吸收挤压冲击，以保护发电层20，发电层20包括柔性太阳能薄膜，柔性太阳能薄膜用于光电转换。路基层40是道路的基础，支撑层30铺设在路基层40上方，支撑层30支撑发电层20，对发电层20具有支撑及找平的作用。柔性太阳能薄膜电性连接储电装置，储电装置收集柔性太阳能薄膜转换的电能，储电装置电性连接导体12，通过储电装置存储的电能对导体12进行通电发电，在路面存在积雪时，导体12产生的热量传递至透光体11，透光体11将热量传输至路面沉积的冰雪，从而使路面表面的冰雪融化。本方案中可在透光体11的上表面进行粗糙化处理，或在透光体11的上表面设置防滑层，从而保证车辆在路面层10行驶的稳定性，

每个导体12的长度计算方法如下：

根据单位功率计算导体12的长度：

(1)l＝πu²d²/4pρ

u：导体12通电电压，单位为伏；

d：为导体12的横截面直径，单位为毫米；

p：导体12的发热功率，单位为瓦；

ρ：导体12的电阻率，单位为欧＊毫米；

l：导体12长度，单位为毫米；

椭圆面积计算公式为：根据长轴与短轴的长度比为3：2，进行计算：(2)

s：为导体12横截面面积；

a：为长轴长度值；

b：为短轴长度值；

根据相同截面积的导线载流量相同，电阻率相同的规律，把公式(2)代入到标准圆面积公式得到公式如下：

将公式(3)公式带入公式(1)得到导体12长度计算公式：l＝πu²a²/6pρ

u：导体12通电电压，单位为伏；

p：导体12的发热功率，单位为瓦；

ρ：导体12的电阻率，单位为欧＊毫米；

l：导体12长度，单位为毫米；

a：导体12椭圆形截面的长轴长度，单位为毫米；

实施例3

本实施例提供一种导体，导体12采用镍铬合金复合材质，以质量百分比计包括以下组分：镍70％￣75％、铬15％￣20％及复合材料5％￣15％，复合材料包括锰、钨、铅及锡中的一种或多种组合，镍和铬为主要金属，金属锰、钨、铅及锡可以提高导体12韧性，降低导体12的电阻率。

锰具有脱氧、脱硫及调节作用，可以阻止合金的粒缘碳化物的形成，能增加合金的强度、韧性，方便后期加工制备中降低工艺要求。钨金属使用温度高，在固溶强化的基础上再进行弥散(或沉淀)强化，可提高镍铬合金高温强度。添加了钨的镍铬合金丝具有很高的抗拉强度，总加工变形率大为提升，在拉拔加工中不易被拉断，能拉成更为精细的合金丝，控制镍铬合金丝的预紧力，防止镍铬合金丝脱模后出现弯曲。

铅锡合金熔点低，电阻率大，是很好的调节合金电阻率的材料，少量添加不影响镍铬合金的其他特性，使镍铬合金韧性良好，软硬适宜，表面光滑，磨光效果好，缠绕阻力低，易于缠绕到各种布丝模具上，且在模具旋转轴上滑动时平顺、不顿挫、不打结，具有良好的加工工艺性。

合金丝的加工方法分为三种，分别是棒材拉拔法、板材切割法及铸造锻造法，其中铸造锻造法成本较高，板材切割法的金属丝截面积误差大，并且影响金属丝的拉伸强度，本实施例中导体12采用棒材拉拔法加工而成，根据导体12的加工工艺，镍铬金属丝拉出后截面为正圆，需要将镍铬合金丝轧扁，在轧扁过程中如果长轴和短轴比例超过3：2很容易造成丝材的截面积大幅波动甚至断裂，丝材被异常挤出轧辊成型沟槽情况也经常发生，因此本实施例中导体12导体12椭圆形截面的长轴与短轴长度比设定为3：2。

本实施例中，将镍含量可以为73.35％，铬含量可以为19.4％，复合材料可以为7.25％。

导体12为多掺杂镍铬合金，其制备过程分为合金冶炼、掺杂、成型，加工步骤如下：

步骤1：合金冶炼过程得到标准比例为8：2的高纯度镍铬合金；

步骤2：按组分比例对得到镍铬合金后进行复合材料掺杂，然后调制得到电阻率合适的基础坯料；

步骤3：把基础坯料进行初步锻造成型，成为棒材，然后把棒材多次轧制得到线材；

步骤4：对得到线材后进行拉拔工艺，经过多次拉拔逐步使线材拉细，控制合金丝直径及表面光滑度；

步骤5：对合金丝进行轧制成型，把合金丝的截面积从正圆轧制成标准长轴和短轴比为3：2的椭圆柱状的导体12。

综上实施例所述，本方案中，首先通过改变导体12的材料组分，使可适用于道路结构中，电阻率低，韧性好，不易断裂；然后导体12沿透光体11的长度方向或宽度方向间隔排列设置在透光体11内部，并将导体12设置为椭圆柱结构，导体12横截面的长轴方向垂直排列方向，有利于热量沿导体12排列方向传播，使透光体11发热更加均匀，同时尽可能减小对发电层20采光的影响。将透光体11应用于太阳能路面，透光体11设置为板状结构，透光体11作为太阳能路面的路面层10设置在发电层20的上方。将导体12距透光体11上表面的距离为透光体11厚度的四分之一至五分之二，使导体12靠近透光体11的承载面，提高热量传递效率，有利于对冰雪的融化。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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