一种基于太阳能及声能耦合发电的声屏障装置的制作方法

本技术涉及道路工程，特别涉及一种基于太阳能及声能耦合发电的声屏障装置。

背景技术：

1、在经济社会全面绿色转型的发展背景下，将可再生能源与交通基础设施深度融合是实现可持续发展的关键路径。高架桥作为交通网络核心设施，其开阔桥面具备优质太阳能采集条件，同时车流产生的持续交通噪声可转化为稳定声能资源，太阳能与声能的天然互补性使其成为路域可再生能源开发的优势场景。

2、传统高架桥声屏障仅具备单一降噪功能，既未充分利用其空间资源进行能源采集，也无法满足绿色交通对设施能源自给的需求。现有部分集成新能源的声屏障多仅单一利用太阳能，未实现声能的有效回收，且存在结构复杂、维护成本高、适配性差等问题，难以兼顾降噪效果与能源转化效率。

技术实现思路

1、针对现有高架桥声屏障功能单一、未能同步收集太阳能与声能的技术缺陷，本实用新型提供一种基于太阳能及声能耦合发电的声屏障装置，实现噪声治理与双能源回收利用的有机结合，提升路域空间能源自给能力，推动绿色公路建设。

2、本实用新型的技术方案是这样实现的：

3、本实用新型装置分为背面光伏发电组件和正面声学纳米发电组件，二者均采用模块化设计，可根据高架桥路段长度进行拼接扩展，且可根据路段噪声强度与日照条件，选择半包围或全包围的整体安装结构。

4、优选地，从背离声源侧到靠近声源侧依次布设单面光伏发电组件、金属背板、阻尼层、环保吸声材料、声学纳米发电组件，整体为层叠式一体化结构；其中单面光伏发电组件采用倾斜式安装，提升太阳能接收效率，且可根据需求垒叠多层；环保吸声材料为聚酯纤维材质的蜂窝状结构，增强声波截留能力。

5、优选地，声学纳米发电组件外设有保护壳，内部为空腔结构，内置由永久磁铁、膜、线圈组成的声能-电能换能器；车流噪声进入空腔后引发机械振动，带动膜及永久磁铁运动，切割线圈磁感线实现声能到电能的初步转化。

6、优选地，声学纳米发电组件的摩擦纳米发电机换能器为多层复合结构：顶层为导电fpe膜，其下为镂空绝缘垫圈，垫圈下方敷设与导电fpe膜尺寸匹配的导电穿孔pla膜，最外侧通过方形夹具实现各层材料的固定；噪声振动可驱动导电fpe膜与导电穿孔pla膜发生摩擦，进一步实现声能到电能的转化。

7、本实用新型的有益效果是：

8、本实用新型集成光伏发电与声学纳米发电系统，同步回收太阳能与交通噪声声能，形成互补供能体系，大幅提升声屏障沿线能源利用率，产出的电能可直接供给道路照明、信号监控等交通设施；

9、本实用新型通过 “声学纳米发电组件初次削弱 + 蜂窝状环保吸声材料二次吸收+ 阻尼层震动过滤” 的多层降噪结构，在回收声能的同时强化降噪能力，有效降低噪声强度与传播范围；

10、本实用新型中光伏发电组件与声学纳米发电组件均采用模块化设计，可根据路段条件自由组装、扩展及更换损坏部件，支持半包围或全包围结构选型，适配新建高架桥与既有设施改造等多种场景；

11、本实用新型中将传统能源消耗型降噪设施转化为能源生产单元，实现路用性能与能量转化功能的融合，助力交通基础设施绿色低碳转型，降低碳排放。

1.一种基于太阳能及声能耦合发电的声屏障装置，其特征在于，分为背面光伏发电组件（1）和正面声学纳米发电组件（2），背面光伏发电组件（1）和正面声学纳米发电组件（2）均采用模块化设计；

2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能及声能耦合发电的声屏障装置，其特征在于，所述单面光伏发电组件（3）根据使用场景需求自由垒叠，且采用模块化及倾斜式设计。

3.根据权利要求1所述的一种基于太阳能及声能耦合发电的声屏障装置，其特征在于，所述环保吸声材料（6）为聚酯纤维材质，且呈蜂窝状结构。

4.根据权利要求1所述的一种基于太阳能及声能耦合发电的声屏障装置，其特征在于，所述声学纳米发电组件（7）采用模块化设计，拼接覆盖声屏障内侧。

5.根据权利要求1所述的一种基于太阳能及声能耦合发电的声屏障装置，其特征在于，所述声屏障装置根据使用场景选择半包围结构或全包围结构。