CN103414384B - 自然资源在建筑物上的综合利用系统 - Google Patents

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Abstract

自然资源在建筑物上的综合利用系统；本方案是自然资源，在城市建筑中综合利用的一个技术领域。为了能在建筑物上综合地利用自然资源，本方案采取了如下措施：在建筑物的顶楼设置顶楼储水池3，地下楼层设置地下楼层储水池4。在顶楼储水池3和地下楼层储水池4之间分别通过管道连接多台水泵5，又在顶楼储水池3和地下楼层储水池4之间通过管道连接水力发电机6。楼顶的雨水通过集雨管流入顶楼储水池3，楼顶上安装有太阳能电池1和风力发电机2。太阳能电池1和风力发电机2连接控制器，控制器分别连接多台水泵5，顶楼储水池3通过管道连接厕所，地下楼层储水池4通过管道连接花园；这样做的好处是：风能、太阳能和雨水都能得到综合的利用。

Description

自然资源在建筑物上的综合利用系统
技术领域
本方案是自然资源，特指风能、光能和雨水，在城市建筑中综合利用的一个技术领域。
背景技术
我们居住的地球上很多自然资源有枯竭的一日，例如石油、煤炭等，化学能源的枯竭给人类的生存和发展带来了莫大的隐忧。另一方面，化学能源的消费又给我们的生存环境带来了难以逆转的破坏，当然这些都是人类自私自利的结果。要所有人，特别是富有人家自觉地降低生活享受、减小对能源的浪费几乎是不可能的。在这样的社会环境下，怎样减小对化学能源的依赖来换取人类生存环境恶化程度的减缓，是现代人该思考和动作的时候了；在城市的环境里，可供利用的自然资源其实是不少的，例如太阳能、风能、雨水等。但是，由于太阳光和自然风存在不稳定性，它给我们使用带来了不小的困难，增加了不少的成本。在现有技术下使用太阳能电池和风力发电机，为了获得稳定的电源都离不开配套使用蓄电池。虽然蓄电池在使用过程中，基本不会对环境有太多的污染。可是在制造和报废它时，它对环境的污染是非常大的，而且蓄电池是一个昂贵又短命的部件，它的使用必然带来成本的大幅度上升。可见大量使用蓄电池同样是一条不可接受和不能持续发展的路；专利申请号为201210008037.X（太阳能电池的高效低成本使用方法）的发明专利申请，提出了一个使用太阳能电池发电时，不使用蓄电池和逆变器，能解决太阳能电池输出不稳定的技术方案。该方案的特点是以太阳能电池供电为主，以电网供电为辅。实现了不使用蓄电池和逆变器，主要用太阳能电池稳定为家用电器或其他直流负载供电目标。该技术方案虽然能实现高效和低成本使用太阳能电池，但是，当大规模使用该项技术时，它对电网所造成的影响是电力公司所不愿见到的。因此它的使用效果并不完美。
另一方面，我们的城市人口越来越多，城市的用水量越来越大，水厂都在超负荷运行。水资源虽然不会枯竭，但是它的紧张却愈演愈烈。水是大自然的恩赐，它无偿无私地提供给每一个人。可是在城市里一方面是用水紧张，另一方面是水资源的大量浪费，这里头还包括雨水。其实雨水是我们可以充分利用的，它可以用来冲厕所、淋花和清洁道路等。然而在城市里，大自然赐给我们的雨水是白白地流走的。真的令人感到可惜。如果能充分利用好雨水那么城市的用水紧张将得到很大的缓解。
目前城市的建筑物“越长越高”可为利用太阳能、风能和雨水提供了优厚的条件。在高空中风力是双当可观的，同时风能相对于太阳能也有它的优势，那就是它不分日夜，也不受云层的影响，几乎是24小时都可供利用；太阳能电池是静止的，使用和维护成本较低。太阳能和风能在不同的季节各有不同的表现，它们之间也有一定的季节互补性。比如夏天，太阳能较为强烈，冬天时，风能肯定占优势。所以如果能同时利用太阳能和风能可起到相互补充等的作用；虽然在城市里自然资源不少，但是，在现有技术中能充分利用的并不多见。
发明内容
为了能在建筑物上充分、综合地利用自然资源，本方案采取了如下措施：在建筑物的顶楼设置顶楼储水池3，地下楼层设置地下楼层储水池4。在顶楼储水池3和地下楼层储水池4之间分别通过管道连接多台水泵5，又在顶楼储水池3和地下楼层储水池4之间通过管道连接水力发电机6。楼顶的雨水通过集雨管流入顶楼储水池3，楼顶上安装有太阳能电池1和风力发电机2。太阳能电池1和风力发电机2连接控制器，控制器分别连接多台水泵5，顶楼储水池3通过管道连接厕所，地下楼层储水池4通过管道连接花园。
这样做的好处是：风能、太阳和雨水都能得到充分的利用，降低天气或气候对整个系统的影响并基本能保障全天候24小时都能发电。与此同时，本方案充分运用了建筑物的顶层与底层的高度差，利用雨水作储能和发电的介质，使蓄能和发电摆脱了过去必须依靠化学电池的传统做法。而且，它无须逆变就可获得能给我们常用电器直接使用的正弦交流电。多余的雨水还可以利用这些储水池储藏起来，用作建筑物内冲厕或淋花等用水要求不高的地方。实现了在城市范围内的自然资源的充分综合利用。
附图说明
图1自然资源在建筑物上的综合利用示意图。
图中：太阳能电池1、风力发电机2、顶楼储水池3、地下楼层储水池4、水泵5、水力发电机6。
具体实施方式
这里所称的自然资源仅限于太阳能、风能和雨水。太阳能、风能、雨水、建筑物，它们之间似乎没有多大的关系，其实只要合理地安排它们的觉色，它们就是大自然对人类的恩赐，是无价的宝贝；城市大楼越建越高、越建越大，细心思考一下，其实它为我们利用自然资源提供了一个很好的平台。在高楼的楼顶，因为它不受其他建筑物的遮挡，所以太阳能资源非常富足。在高楼的楼顶，风力资源更不用多说。很多人都知道，即使在地面没有风的情况下，在楼顶的风力却仍相当可观，足可推动发电机发电；城市大楼顶楼与地下楼层之间的高度差，又是水力发电的极好条件。现在城市里的高楼比比皆是，它们的高度从几十米到几百米。这样的高度差，水流所具有的势能是非常大的，用它于水力发电，不须要很大的流量也能推动大功率发电机。为了充分利用这些优越的条件，本发明在楼房的顶楼设置顶楼储水池3，地下楼层设置地下楼层储水池4，在顶楼储水池3和地下楼层储水池4之间分别通过管道连接多台水泵5，又在顶楼储水池3和地下楼层储水池4之间分别通过管道连接水力发电机6。楼顶的雨水通过集雨管流入顶楼储水池3，楼顶上安装有太阳能电池1和风力发电机2。太阳能电池1和风力发电机2连接控制器，控制器分别连接多台水泵5。顶楼储水池3通过管道连接厕所，地下楼层储水池4通过管道连接花园。
它的工作原理是：每当下雨时，楼顶的雨水被集雨管道集流到顶楼储水池3里，雨水又通过管道推动水力发电机6发电，然后流入地下楼层储水池4。雨水被存储在上述的两个储水池中，如图1所示。这些雨水还可以利用来淋花、冲厕和洗路等用途。这是本发明对高楼雨水的利用；楼顶装有太阳能电池1和风力发电机2，它们都连接到控制器。控制器分别连接多台水泵5。控制器的作用是根据太阳能电池和风力发电机的发电情况，控制水泵的开启数量。当太阳能电池和风力发电机的发电情况理想，可全部水泵开齐。如果发电情况欠佳，则可减小水泵的开启数量。这样，地下楼层储水池4的雨水就被水泵5源源不断地送上顶楼储水池3。顶楼储水池3的雨水又通过管道推动发电机发电后，流回地下楼层储水池4。如此循环不息，我们就可以获得源源不断的、无须付燃料费的、不会污染环境的电力供应。多余的水还可以用于冲厕和淋花等。自然资源在建筑物上得到充分的利用，这是一条可持续发展的路。

Claims (1)

1.自然资源在建筑物上的综合利用系统，包括太阳能电池（1）、风力发电机（2）、顶楼储水池（3）、地下楼层储水池（4）、水泵（5）、水力发电机（6）和建筑物，其特征在于：在建筑物的顶楼设置顶楼储水池（3），地下楼层设置地下楼层储水池（4），在顶楼储水池（3）和地下楼层储水池（4）之间分别通过管道连接多台水泵（5），又在顶楼储水池（3）和地下楼层储水池（4）之间通过管道连接水力发电机（6），楼顶的雨水通过集雨管流入顶楼储水池（3），楼顶上安装有太阳能电池（1）和风力发电机（2），太阳能电池（1）和风力发电机（2）连接控制器，控制器分别连接多台水泵（5），控制器的作用是根据太阳能电池和风力发电机的发电情况，控制水泵的开启数量，顶楼储水池（3）通过管道连接厕所，地下楼层储水池（4）通过管道连接花园；上述技术特征能使风能、太阳能和雨水都能得到充分的利用，与此同时，上述技术特征能充分运用了建筑物的顶层与底层的高度差，利用雨水作储能和发电的介质，使蓄能和发电摆脱了过去必须依靠化学电池的传统做法，多余的雨水还可以利用这些储水池储藏起来，用作建筑物内冲厕或淋花的用水要求不高的地方，实现了在城市范围内的自然资源的充分综合利用。
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