一种光伏路面温度控制方法、装置、电子设备及介质

本发明涉及温度控制领域，特别涉及一种光伏路面温度控制方法、装置、电子设备及介质。

背景技术：

1、随着社会的快速发展，各领域电力能源的需求大幅增长，尤其是城市交通的迅速发展以及近些年电动汽车的快速普及，导致我国城市地区的用电缺口愈发严重，仅依靠传统火力发电厂难以及时填补用电空缺且极易对环境产生不良影响。因此，在城市充分发展利用光伏（pv，photovoltaic）等新能源发电技术可以有效缓解上述问题。但是，由于城市土地资源紧张，光伏装机面积极为受限，城市能源结构难以实现绿色低碳转型。而道路是我国基础建设的重要组成部分，现在城市路网稠密且道路面积仍在增加，且随着公路面积的增大，大量的太阳能被路面所吸收，造成了资源的浪费，如果能将道路面积充分利用，可以有效解决光伏在城市中“无地可用”的状态，并通过沿途就地供电缓解城市用电紧张的问题，将意义深远地改善我国的能源结构。

2、现有技术中，采用了一种新型道路结构形式，即光伏路面将太阳能利用起来，光伏路面是一种将太阳能电池组件与路面进行结合而得到的一种新型道路结构形式，此种结构使得路面同时具有满足公路行车需求以及利用太阳能即时发电功能，是今后“智慧公路”、“智能驾驶汽车”和“新基建”的重要基础，为智能交通的发展提供了重要载体。其主要功能层结构型式如图１所示，最基本的结构组成包括表层透光磨耗层、中层光伏发电层以及底层的防水绝缘保护层。透光磨耗层为道路行车提供基础支撑，其具备透光耐磨等特性；光伏发电层将透过透光磨耗层的太阳光通过光电效应转化为电能。底层防水绝缘保护层主要起到防水绝缘、传递荷载的作用。各功能层间存在黏结层与保护层，实现道路承载与光伏发电功能的一体化。但因为光伏路面的光伏发电层是由多个光伏组件所构成，而光伏组件对温度的变化十分敏感，温度的升高以及温度的分布不均匀都会导致其发电效率的明显下降，同时，光伏组件的发热问题也会影响到光伏路面的温度，从而影响光伏路面的性能及寿命。因此，如何提供一种方法对光伏路面进行温度控制，从而提高光伏路面的性能及寿命是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种光伏路面温度控制方法、装置、电子设备及介质，本方案能够解决光伏发电层中光伏组件的发热问题，并使光伏发电层的温度处于最优温度，既提高了光伏发电层的发电效率，也提高了光伏路面的性能及寿命，此外，本方案提供的温度控制方法，可以通过改变相变蓄热层中相变材料的容量，使得光伏发电层输出的发电功率达到其能输出的最优发电功率。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种光伏路面温度控制方法，应用于光伏路面的控制器，所述光伏路面包括：透光磨耗层、光伏发电层、相变蓄热层及防水绝缘层，所述透光磨耗层、所述光伏发电层、所述相变蓄热层、所述防水绝缘层及土壤层依次连接，所述相变蓄热层由相变材料组成，所述相变蓄热层通过所述防水绝缘层与所述土壤层进行热交换，所述光伏发电层由若干个光伏组件组成；所述方法包括：

3、获取所述光伏路面对应的当前太阳辐照、当前室外空气温度及当前风速；

4、根据所述当前太阳辐照、所述当前室外空气温度及所述当前风速确定所述光伏发电层的第一工作温度及所述相变蓄热层的第二工作温度；

5、判断所述第一工作温度是否与所述第二工作温度相等；

6、若所述第一工作温度与所述第二工作温度不相等，则确定预设时间后所述光伏发电层的发电功率，并根据所述发电功率调整所述相变蓄热层中相变材料的当前容量，以使所述发电功率与预设功率阈值相等。

7、可选的，所述根据所述当前太阳辐照、所述当前室外空气温度及所述当前风速确定所述光伏发电层的第一工作温度及所述相变蓄热层的第二工作温度，包括：

8、根据所述当前太阳辐照确定所述透光磨耗层的热辐射过程的第一热流通量；

9、获取所述透光磨耗层表面的第三工作温度，并根据所述第三工作温度及所述当前室外空气温度确定所述透光磨耗层的热对流过程的第二热流通量；

10、根据所述第三工作温度及所述当前风速确定所述透光磨耗层向所述光伏发电层的热传导过程的第三热流通量；

11、基于所述第一热流通量、所述第二热流通量、所述第三热流通量及所述第三工作温度确定所述第一工作温度，并根据所述第一工作温度确定所述相变蓄热层的所述第二工作温度。

12、可选的，所述根据所述当前太阳辐照确定所述透光磨耗层的热辐射过程的第一热流通量，包括：

13、确定所述当前太阳辐照对应的物体发射率；

14、基于所述物体发射率、黑体热力学温度、斯蒂芬-玻尔兹曼常数及热辐射过程的热流通量确定公式确定所述第一热流通量；

15、相应的，所述根据所述第三工作温度及所述当前室外空气温度确定所述透光磨耗层的热对流过程的第二热流通量，包括：

16、确定所述第三工作温度及所述当前室外空气温度的温度差；

17、基于所述温度差、对流换热系数及热对流过程的热流通量确定公式确定所述第二热流通量；

18、其中，所述热辐射过程的热流通量确定公式为：；为所述第一热流通量，为所述物体发射率，所述物体发射率的数值小于1，为所述斯蒂芬-玻尔兹曼常数，为所述黑体热力学温度；

19、所述热对流过程的热流通量确定公式为：；为所述第二热流通量，为所述对流换热系数，为所述温度差。

20、可选的，所述根据所述第三工作温度及所述当前风速确定所述透光磨耗层向所述光伏发电层的热传导过程的第三热流通量，包括：

21、根据所述当前风速确定所述光伏发电层的导热系数；

22、基于所述导热系数、所述第三工作温度及热传导过程热流通量的确定公式确定所述第三热流通量；

23、其中，所述热传导过程热流通量的确定公式为：；为所述第三热流通量，为所述导热系数，为温度梯度，为所述第三工作温度，为所述光伏发电层的等温面沿切线方向的单位向量，为所述光伏发电层的等温面沿法线方向的温度变化率。

24、可选的，所述基于所述第一热流通量、所述第二热流通量、所述第三热流通量及所述第三工作温度确定所述第一工作温度，包括：

25、确定所述第一热流通量、所述第二热流通量及所述第三热流通量的热流通量和；

26、基于所述热流通量和、所述第三工作温度及温度确定公式确定所述第一工作温度；

27、其中，所述温度确定公式为：q*s*t=(cm)*n*(t2-t1)；q为所述第一热流通量、所述第二热流通量及所述第三热流通量的热流通量和，s为所述光伏发电层的面积，t为时间，t2为所述第一工作温度，t1为所述第三工作温度，cm为摩尔热容，n为摩尔数。

28、可选的，在所述获取所述光伏路面对应的当前太阳辐照、当前室外空气温度及当前风速之后，还包括：

29、获取所述光伏路面对应的若干个当前温度干扰参数，各所述当前温度干扰参数包括：当前光伏组件数量、当前相变储热层中相变材料的类型以及所述土壤层对应的土壤性质；

30、确定各所述当前温度干扰参数对所述光伏发电层的第一温度干扰量及对所述相变蓄热层的第二温度干扰量；

31、相应的，所述根据所述当前太阳辐照、所述当前室外空气温度及所述当前风速确定所述光伏发电层的第一工作温度及所述相变蓄热层的第二工作温度，包括：

32、根据所述当前太阳辐照、所述当前室外空气温度、所述当前风速、所述第一温度干扰量及所述第二温度干扰量确定所述光伏发电层的所述第一工作温度及所述相变蓄热层的所述第二工作温度。

33、可选的，所述根据所述发电功率调整所述相变蓄热层中相变材料的当前容量，以使所述发电功率与预设功率阈值相等，包括：

34、确定所述相变蓄热层中相变材料的容量阈值范围；

35、在所述容量阈值范围内控制所述当前容量改动预设值，直至所述发电功率与预设功率阈值相等。

36、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种光伏路面温度控制装置，应用于光伏路面的控制器，所述光伏路面包括：透光磨耗层、光伏发电层、相变蓄热层及防水绝缘层，所述透光磨耗层、所述光伏发电层、所述相变蓄热层、所述防水绝缘层及土壤层依次连接，所述相变蓄热层由相变材料组成，所述光伏发电层由若干个光伏组件组成；所述装置包括：

37、获取单元，用于获取所述光伏路面对应的当前太阳辐照、当前室外空气温度及当前风速；

38、第一确定单元，用于根据所述当前太阳辐照、所述当前室外空气温度及所述当前风速确定所述光伏发电层的第一工作温度及所述相变蓄热层的第二工作温度；

39、判断单元，用于判断所述第一工作温度是否与所述第二工作温度相等；

40、第二确定单元，用于当所述第一工作温度与所述第二工作温度不相等时，确定预设时间后所述光伏发电层的发电功率，并根据所述发电功率调整所述相变蓄热层中相变材料的当前容量，以使所述发电功率与预设功率阈值相等。

41、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电子设备，包括：

42、透光磨耗层、光伏发电层、相变蓄热层及防水绝缘层，所述透光磨耗层、所述光伏发电层、所述相变蓄热层、所述防水绝缘层及土壤层依次连接，所述相变蓄热层由相变材料组成，所述光伏发电层由若干个光伏组件组成；

43、控制器，用于执行所述计算机程序时实现如上述所述光伏路面温度控制方法的步骤。

44、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述光伏路面温度控制方法的步骤。

45、本发明的目的是提供一种光伏路面温度控制方法、装置、电子设备及介质，本方案应用的光伏路面包括透光磨耗层、光伏发电层、相变蓄热层及防水绝缘层，其中相变蓄热层能够在自身温度小于光伏发电层的温度时主动吸收光伏发电层的热量，在吸热后与土壤层进行热交换，并在自身温度大于光伏发电层的温度时主动向光伏发电层传输热量，以解决光伏发电层中光伏组件的发热问题，并使光伏发电层的温度处于最优温度，既提高了光伏发电层的发电效率，也提高了光伏路面的性能及寿命，此外，本方案提供的温度控制方法，可以通过改变相变蓄热层中相变材料的容量，使得光伏发电层输出的发电功率达到其能输出的最优发电功率。