本發(fā)明涉及自然靜電發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域特別是自然靜電和雷電收集和變換置。
技術(shù)背景
靜電和雷電都是最古老的億萬年前就有的電能資源，但迄今為止仍然沒有為人類進(jìn)行規(guī)模開發(fā)和利用，其實(shí)靜電和雷電屬同一家族同一種電能資源，單個(gè)靜電能量級(jí)別非常微弱普遍存在于地球空氣層、地殼土壤層和我們?nèi)粘Ｉ畹乃形锲樊?dāng)中，電流通常只有40微安左右、電壓1伏特左右、而通常雷電是由無數(shù)個(gè)靜電電荷超限量聚集而成，其電流通常在一萬安培以上、雷電電壓最高可達(dá)一億伏特左右，其瞬間功率10000億千瓦特以上，早在兩百多年前美國政治家、發(fā)明家富蘭克林試圖利用雷電，曾采用風(fēng)箏與被雨淋濕的風(fēng)箏線作電極收集雨云上的雷電，發(fā)現(xiàn)了風(fēng)箏線與地面土壤發(fā)出了絲絲的火花放電現(xiàn)象；這就是聚集在雨云端強(qiáng)大靜電的正電荷經(jīng)較細(xì)的風(fēng)箏線作為限流器與地球土壤靜電的負(fù)電荷形成了回路而產(chǎn)生連續(xù)放電現(xiàn)象，就在同一年代俄羅斯科學(xué)家彼得堡科學(xué)院院士利赫曼在自己家住宅樓上搭建了一個(gè)雷電接收鐵架作電極尋求利用雷電，一天風(fēng)雨交加雷鳴電閃利赫曼立刻跑回到家中檢查試驗(yàn)設(shè)備接收雷電狀況，不料鐵架接地不良，利赫曼當(dāng)場遭到雷電襲擊倒地身亡，由于雷電恐懼威懾，世界對(duì)雷電科學(xué)研究和雷電能源的系統(tǒng)利用研究一直停歇不前，但是今天的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水準(zhǔn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了利赫曼、富蘭克林時(shí)代，即使一個(gè)國家的科學(xué)技術(shù)研究條件也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了當(dāng)時(shí)全世界全部科學(xué)技術(shù)研究條件的總和，我們可以創(chuàng)造非常安全的雷電研究與試驗(yàn)條件，完成小規(guī)模雷電和大規(guī)模雷電利用的系統(tǒng)設(shè)備。本人致力于靜電和雷電以及特高壓直流電的研究業(yè)以30余年突破性的采用光電子技術(shù)和現(xiàn)代電力電子技術(shù)解決了雷電小規(guī)模儲(chǔ)存、變流與變壓等技術(shù)障礙問題，由此現(xiàn)在特別面向全世界首次公開提出了電極群自然靜電和雷電收集和發(fā)電裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：制備一只或多只氦氣球天線電極，氦氣球主體由柔軟絕緣聚合物紡織材料充滿氦氣制成，在氦氣球的下端拖拽一根絕緣尼龍繩長度為10米在尼龍繩下端再連接一根直徑為2毫米的金屬線，金屬線的長度為1000米，金屬線的尾端安裝在發(fā)電站的群電極天線圓筒形絕緣支架上，支架高度為2.5米其上部設(shè)有一個(gè)圓錐形防雨蓋，在防雨蓋的頂尖處開有一個(gè)金屬線出線孔在圓筒形絕緣支架的底部裝有一只金屬線自動(dòng)收放線輪盤并與支架完全絕緣，在收放線輪盤的上方裝有一個(gè)十字支架并在十中心開有一收放線定位孔且與防雨蓋孔保持軸線垂直，在出線孔與收放線孔這條線段的周圍裝有多路垂直拉線電極，以空氣電容感應(yīng)方式接收雷電，將多路電極引線并成一股與雷電超級(jí)電容器正極連接，雷電超級(jí)電容器負(fù)極大地接地線良好連接，在雷電超級(jí)電容器正極端連接一只30000伏特的穩(wěn)壓器，將接收的雷電穩(wěn)定在30000伏特的電場強(qiáng)度，再經(jīng)雷電直流變壓器變換成1000伏特、300伏特、56伏特、24 伏特和12伏特直流電等多檔直流電壓源。
具體實(shí)施方式
自然靜電即雷電收集發(fā)電裝置，其特征是：采用空氣比重的氣體，如：氦氣、氫氣等氣體物質(zhì)充持在薄膜塑料球中，在氣球下方吊著一根直徑為2毫米左右的金屬線長度為1000米以上，氦氣球懸浮于云端，金屬線尾部安裝在地面發(fā)電裝置的自動(dòng)收放線輪盤上，在收放線輪盤上初放線段周圍裝有多路靜電與雷電感應(yīng)天線電極，將多電極引線融成一股與智能雷電開關(guān)控制器連接，在開關(guān)控制器內(nèi)裝有智能識(shí)別開關(guān)、超級(jí)雷電電容器、10兆瓦30000伏雷電穩(wěn)壓器、雷電變壓器、雷電變流器等構(gòu)成，雷電開關(guān)控制器負(fù)極與大地接通。
所述的發(fā)電裝置，其特征是；智能雷電開關(guān)控制器，當(dāng)雷電引入端小額度超出額定電壓，雷電經(jīng)雷電穩(wěn)壓器和雷電電容器穩(wěn)定峰值電壓后將送入變壓環(huán)節(jié)，當(dāng)雷電引入端大額度超出額定電壓，雷電將被引入大地。
雷電變壓器由若干或大量的雷電電容器、特高壓電子開關(guān)、特高壓干簧管磁控開關(guān)經(jīng)自動(dòng)控制電路實(shí)現(xiàn)串聯(lián)、并聯(lián)開關(guān)交替工作實(shí)現(xiàn)直流降壓變壓器發(fā)電裝置。
雷電變流器將大量的天線電極群與地線電極群通過電容器充電再并聯(lián)所構(gòu)成雷電變流器發(fā)電裝置。
本發(fā)明實(shí)施例1、小規(guī)模雷電收集降壓發(fā)電裝置，將建筑物上傳統(tǒng)的避雷針或避雷線接地回路全部斷開并將斷開安裝一只智能雷電開關(guān)控制盒，如果雷電低于5萬伏，雷電保持通過變壓器回路，如果雷電高于5萬伏雷電將斷開變壓器回路，避雷針將與大地接地線導(dǎo)通，在滿足雷電電壓最高不超過5萬伏的狀況下串聯(lián)一個(gè)10兆瓦3萬伏的雷電穩(wěn)壓器和一只超級(jí)雷電電容器，將雷電電容器的正負(fù)極采用高壓絕緣導(dǎo)線與雷電降壓變壓器高壓端子連接，在雷電變壓器的低壓輸出端將獲得1000伏、300伏、56伏、24伏、12伏的斷續(xù)直電能供給，該電壓參數(shù)可根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行更改設(shè)計(jì)。本發(fā)明實(shí)施例2、小規(guī)?；虼笠?guī)模低壓靜電升電流發(fā)電裝置，在住宅建筑物上安裝多組天線群電極線以收集空中靜電、在住宅建筑周圍空地的土壤中埋入多組地線電極群以收集土壤靜電，增大升流發(fā)電裝置的發(fā)電量的最好方法是增加接地電極群的電極路數(shù)，這里地線為1000路、天線電極為1000路輸出直流電12伏，晝夜不間斷永續(xù)輸出功率10瓦，采用節(jié)能LED燈照明可將40平米房間照得通亮永不交電費(fèi)，如果將天線電極和地線電極分別增加到100000路，其室內(nèi)各種家與用電器將終身不交電費(fèi)。
天空中和地球土壤中的靜電是全人類的無形財(cái)富，對(duì)它的發(fā)現(xiàn)和轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)明是智能人類文明里程碑的進(jìn)化，就像人類發(fā)明了火的利用即第一個(gè)里程碑人類進(jìn)化一樣，全世界都應(yīng)該引起對(duì)從事基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)人員的關(guān)注與尊重！讓世界出現(xiàn)更多的無形財(cái)富。