[发明专利]一种电荷获取设备及方法

说明书

本发明公开了一种电荷获取设备及方法，电荷获取设备包括：电荷收聚网，用于收聚大气或带电云层中的电荷；支撑装置，用于将电荷收聚网置于大气或带电云层中；电荷引入导线，其上端与电荷收聚网连接，下端与电能收储装置连接；电能收储装置，用于收聚从电荷引入导线传输下来的电能并存储；优点在于采用电荷收聚网来收集大气中或带电云层中的电荷并传输到电荷引入导线上，收集的电荷量可以通过调整电荷收聚网的大小来设置，电荷收聚网采用弹簧状导线编织成，可以张拉伸缩，因此可以根据实际需求来调整电荷收聚网的大小以，通过设置分流保护器，当导线中电流电压过大时，将多余的电流导向大地，保护电能收储装置的安全。

技术领域

本发明涉及电能收储技术领域，尤其是涉及一种能够收储带电云层中电荷的电荷获取设备及方法。

背景技术

在地球表面的大气中存在有大量的悬浮电荷，在没有电闪雷鸣的云层里和天空也是有悬浮电荷的存在，这些悬浮电荷相对于地球的大地始终保持着0电位状态。而这些悬浮电荷大多数是带正电的，它与大地的零电位构成一个电位差。当天空出现云层时，由于云层是由潮湿的水蒸气形成，具有导电和半导体的特性，所以大气中的悬浮电荷都会被吸附、聚集到云层中去，随着云层的电荷密度增高、空气湿度越大、云层与地面距离越近它与大地间的电阻就越小，这时积电云层它就会向地面释放电流，这就是雷电。其实雷电的形成过程是一种电容充电过程，打雷则是一种电容击穿的放电效应。

声势浩大的雷电一直被人们认为是一种自然灾害，它会霹死人、毁坏建筑物、引发火灾，因此人们多有畏惧。但其实雷电是一种造福人类且在地球运动过程中取之不尽的绿色环保能源，近代的很多科学家想利用它来收集电能；有资料显示，一个闪电的的平均电流是3万安培，最大电流可达30万安培，闪电的电压很高，约为1亿至10亿伏特，一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦，相当于一座中小型核电站的输出功率。然而由于雷电能量巨大，特别在放电的一刹那惊天动地，其破坏性极大，所以一直未能为人类所利用，如果要从瞬间雷暴中直接收集电能量并将它储存起来，这在现有技术和设备条件下是不可能实现的。

更有一些科学家为此而献身，如十八世纪的俄国科学家里赫曼就为对地雷的探究而献出了生命；在地球能源行将枯竭的今天，人类要在地球上继续生存下去，必须先要解决能源，因此人们对于自然存在的如此大的电能量让其白白浪费总是不甘心的，如何安全而有效的聚集、获取宇宙电能是亟待解决的科学难题。

本发明认为，在宇宙中旋转的地球本身就是个磁性体，受到宇宙综合磁场的作用下会切割磁力线产生感应电流，这一感应电流中的正电荷以悬浮状态存在于空中，在地球外层形成电离层，而负电荷由于大地相对电离层是带零电位的，所以空中的正电荷会自然地向大地方向流动形成自然的电回路，但地球表面与电离层之间由于包裹着空气，有研究发现干燥、纯净的空气是绝缘的，而实际上由于地球上火山、风暴和太阳照射，以及人类活动，使包裹着地球的空气中存在着烟尘、水汽等导电微粒杂质，因此部分电荷会从电离层脱离而吸附在这些杂质中，比较典型的就是带电云层(也称为积电云层)。由于各带电云层所具备的云层面积和杂质含量不同，以及云层的聚散、升降，各带电云层上的积电量是不同的，因此我们能够看到天空中闪电的大小是变幻无常的，其中部分带电云层会由于雨水积聚量大而接近地面，在湿度较大的情况下，会由于带电云层与地面之间因电位差导致积电云层直接穿过空间向地面放电，从而出现雷暴。例如在我国西藏詹娘舍哨所，因地处在海拔4655米高原上，自然此地空气密就度小，相对对地电阻值就会越低。所以空中的云层一旦到达哨所上空就会迅速积聚电荷然后向大地放电。

雷电是一种尚未得到系统有效开发的能源。所以有很多涉及本领域的技术人员都想开发利用它，设想从带电云层中收集电能，如公布号为CN103619116A的中国发明专利《消灭闪电雷声的闪电前的雷电接收站》，但根据这种雷电接收站对其所采用的方式分析：一、所述的雷电接收器是采用与避雷针相同形式接收云中电荷，因为它的电荷收聚量非常有限，阻止不了云层中电荷的积聚而成为雷暴。二、一旦电荷积聚成为雷暴，所述的雷电接收站与雷电接收器是如何去转换这突如其来而瞬间即逝的3万～30万安，1千万瓦的巨大之电能成为可用之电能，这在该专利申请文件中并未提到。所以它的应用价值与实用性由待磋商。