CN1896499A - 一种治理荒漠解决未来能源问题的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种根治荒漠解决未来能源，增加降雨消除贫困改善人类生存环境的方法，在荒漠、大风寒潮通道和风能资源丰富地区建人造山拦风力发电，抬升气流增雨，阻拦大风寒潮和沙尘暴。人造山由众多导流式高效风力发电机组合成可调节山体两边气候充分利用风能的降雨发电山。用建平面式风力发电场的投资建占地少高效人造立体风力降雨发电山解决了建人造山的投资和投资回收问题，开创了人类拦风增雨发电和水力风力联合发电新方法。

Description

一种治理荒漠解决未来能源问题的方法

技术领域

本发明涉及一种治理荒漠增加淡水和可再生能源改善人类生存环境的方法。

发明内容

为了根治人类一直无有效方法治理的荒漠化这个“地球的癌症”和解决人类面临的未来能源和水源这两个重大问题，大规模增加天然淡水和可再生能源，消除贫困和沙尘暴，改善人类生存环境，避免人类为争夺淡水水源和能源发生战争，促进中东地区和平，本发明提供一种人工调节气候根治荒漠化和大规模增加可再生能源和人类生存必需淡水减轻环境污染和改善人类生存环境的长期有效方法。

为实现上述目的，本发明采取以下方案：在荒漠迎风边，荒漠中迎风处和大风寒潮通道用现有建筑材料和建筑技术及筑坝材料和技术建造高800～2000米，长度与荒漠迎风边边长和大风寒潮通道宽度相同的人造风力降雨发电山或人造太阳能热气流和风能联合降雨发电山，在淡水缺乏但风能或太阳能资源丰富的非荒漠地区迎风建造高度超过500米，长度超过10公里的人造风力降雨发电山，拦风抬升气流上升凝结形成地形雨或使用风能和太阳能发电，在淡水不缺乏但风能或太阳能丰富的非荒漠地区迎风建造高度超过200米，长度超过10公里的人造风力发电山或人造太阳能热气流和风能联合发电山，增加绿色可再生能源。

人造风力降雨发电山由拦风发电的风力发电山加装可启闭调节气流的百页窗式导风门组成，拦风发电的风力发电山由众多风力发电机和安装风力发电机的框架组合成高200～2000米，长10000米以上的立体风力发电山，风力发电机与风力发电机在高度和长度方向的间距根据当地风力的大小由小到大布置，风力发电机与风力发电机之间的空隙用建筑材料无间隙连接成气流不能通过的导流面，构成气流只能从包围风力发电机的导流孔通过的导流式高效风力发电山。可启闭调节气流的百页窗式导风门安装在风力发电山的导流孔上，开启导风门气流经过导流孔和风力发电机直接通过山体可利用风力发电或调节山体两边气候，关闭导风门气流只能上升通过山体，抬升气流形成地形雨或拦阻寒潮沙尘暴。

人造太阳能热气流和风能联合降雨发电山由人造太阳能热气流和风能联合发电山加装可启闭调节气流的百页窗式导风门组成，山体框架为表面黑色的金属结构，两边倾斜山坡坡面用固定的平板玻璃或透光塑料构成顶部有出气口，底部有沟通山体两边气候和山体上下气流的导流孔，两端封闭中间有隔断高200～2000米，长10000米以上的山脉形风塔，风力发电机安装在导流孔内或山体中气流上升通道内。可启闭调节气流的导风门安装在导流孔上，开启导风门可利用太阳能或风能发电或调节山脉形风塔两边气候。还可关闭山体阴面导风门开启阳面导风门利用山体阳面太阳能热气流发电或关闭山体背风面导风门开启迎风面导风门在迫使气流上升时利用上升气流发电。如果山体阳面亦是迎风面时还可利用风力和太阳能联合发电。完全关闭两面导风门气流无法直接通过山形风塔，迫使气流上升形成地形雨或拦阻大风寒潮沙尘暴，还可提高山体两边特别是山体阳面或背风面的气候温度和湿度。

本发明还可采取以下技术措施：

所述的可启闭调节气流的百页窗式导风门为推拉式。

所述的可启闭调节气流的百页窗式导风门为回转式。

所述的可启闭调节气流的百页窗式导风门安装在圆形导流孔内，部分导风门上有圆弧边。

所述的可启闭调节气流的百页窗式导风门安装在圆形导流孔内，可启闭调节气流的百页窗式导风门为扇形。

所述的可启闭调节气流的百页窗式导风门安装在正多边形导流孔内，可启闭调节气流的百页窗式导风门为等腰梯形。

所述的可启闭调节气流的百页窗式等腰梯形和扇形导风门是风力透平发电机的角度可调节式静叶片。

所述的导流孔和可启闭调节气流的百页窗式导风门为各腔串通的多腔式空腹结构，可以让发电机余热通过空腔防止导流孔和导风门结冰。

所述的导流面和导风门用透光材料制成像窗户一样可透阳光。

所述的风力发电机为双向工作风力发电机，山体两边来风均可使风力发电机发电。

所述的双向工作风力发电机为对称叶形双向工作水平轴螺旋桨式风力发电机。

所述的双向工作风力发电机为风叶可在0到270度范围内旋转，即可旋转180度后反向工作的可变桨距双向工作水平轴螺旋桨式风力发电机。

所述的风力发电机为水平安装的垂直轴式风力发电机。

所述的风力发电机由两台或由多台风力机串联的两组风力机从两端驱动一台安装在两台或由多台风力机串联的两组风力机之间的大功率发电机发电。

所述的安装在两台或由多台风力机串联的两组风力机之间的一台大功率发电机定子和转子分别由两台或由多台风力机串联的两组同时相互逆向旋转的风力机带动发电。

所述的由两台或由多台风力机串联的两组风力机从两端驱动一台安装在两台或由多台风力机串联的两组风力机之间的大功率发电机发电的风力发电机与相邻的同一平面的另一台同样风力发电机之间安装一台在强风时才被两风力发电机从两端驱动发电的备用发电机。

所述的风力发电机转速由可启闭调节气流的百页窗式导风门调节。

所述的风力发电机转速随风力大小变化其发出的变频三相交流电直接或经电力变压器升压降压后输往三相交流电动机驱动对转速无严格要求的抽水泵将发完电从水力发电站流出的水再提升到水力发电站的水库中由水力发电站发电机发出恒频电流实行小水库水力风力联合发电和大水库水力风力联合储能发电或驱动储能电站抽水泵等机械设备。

所述的人造风力发电山和人造太阳能热气流和风能联合发电山在长度方向为V型、W型等曲折聚风形。

所述的人造风力降雨发电山和人造太阳能热气流和风能联合降雨发电山在长度方向为V型、W型等曲折聚风形。

所述的人造太阳能热气流和风能联合降雨发电山为直立山脉型人造风力降雨发电山与两边有顷斜山坡的山脉型风塔式太阳能热气流和风能联合降雨发电山相间组合成稳固的及可利用直接通过山体的水平气流发电也可利用翻越山顶的上升气流发电的组合型人造风能和太阳能联合降雨发电山

本发明的有益效果和优点是：在荒漠迎风边，荒漠中迎风处和大风寒潮通道建造高800～2000米，长度与荒漠迎风边边长和大风寒潮通道宽度相同的人造风力降雨发电山或人造太阳能热气流和风能联合降雨发电山后，不但实现拦风发电，而且大风不能直接吹向沙漠形成沙尘暴和扩大沙漠并增加降水，荒漠失去了扩展的动力不再扩大，荒漠内因风力减弱水分蒸发减少夏季气温降低冬季气温升高有利荒漠改造成良田，特别适用地处海洋边的撒哈拉等大沙漠和北部无高山阻挡寒潮的中国，也会使原荒漠扩展方向地区降水增加冬季气温升高取暖能源消耗降低空气污染减轻。特别是中国由于北方和西北方向没有高山阻挡寒潮和大风，大风和强冷空气入侵后不但引起沙尘暴和荒漠的迅猛扩展，而且常使中国北方地区气温骤降十几度甚至二十多度，从北端直达中国最南端海南岛，影响大半个中国。使中国冬季冷，夏季热。中国北京一月份平均气温要比同纬度阿塞拜疆的阿格达姆低6.6度，上海要比同纬度巴基斯坦拉合尔低9.1度，沅陵要比同纬度印度新德里低9.8度，乌鲁木齐一月份平均气温不但比同纬度波黑萨拉热窝低14.3度，而且年平均降雨量也只有萨拉热窝的21％。北方大风还使中国降水带从南到北移动时需3个月，而从北向南移动时只需十几天，大大减少了中国北方的降雨时间和雨量。

人造风力降雨发电山拦风发电的新方法，使人类不用将风力发电机安装到一万米高空就可得到与一万米高空相当的发电效率。

人造太阳能热气流和风能联合降雨发电山创造性的把风塔式太阳能热气流发电装置安装在地面直径超万米的大面积圆形太阳能收集温室和高度超千米的圆形风塔结合成山脉形太阳能热气流和风能联合发电装置，不但能用太阳能发电，也能用风能发电，而且还作为人造山峰抬升气流增加地形雨。

人造风力降雨发电山和太阳能热气流和风能联合降雨发电山像水力发电拦水大坝一样，把无法推动风力发电机的微风拦聚从导流孔高速流出推动风力发电机发电，不但简化了目前广泛使用的水平轴螺旋桨式风力发电机的对风机构和调速机构，解决了塔里厄和旋翼式风力发电机调速困难的问题，解决了导流集风式风力发电机转向迎风和增流调节问题，而且由于人造风力降雨发电山上的风力发电机比安装在地面的高效导流集风式风力发电机高的多，相当于实现了人类正在努力想实现的高空风力发电，能成倍提高风力发电机功率和利用率。并且可在平面式风力发电场无法工作的强风时调节导风门导风量或起用可当再生制动电机的备用发电机使风力发电机高效发电。用风力发电机发出的变频三相交流电直接驱动水泵把从水力发电站水库流出的水再抽回水库实行水力风力联合储能发电或直接驱动抽水储能电站水泵等对转速无严格要求的机械设备能更有效利用风能。用建占用大量地面的平面式风力发电场和太阳能热气流发电塔的资金建造人造降雨发电山，巧妙的解决了建造人造山的投资和投资回收问题。在世界能源短缺之时，开创了人类筑山拦风降雨发电新方法。

人造降雨发电山还可使用电力产生人造风，吹散浓雾减轻城市空气污染或在用电低谷时把北方冷空气传输到潮湿闷热的山体南边或将南边暖湿气流传输到北边，实现人工调节气候改善人类生存环境。实现人类梦寐以求的呼风唤雨。

附图说明

图1是使用水平轴螺旋桨式风力发电机和可启闭调节气流的百页窗式导风门为扇形的人造风力降雨发电山示意图。

图2是图1的A--A剖面示意图。

图3是使用水平安装的旋翼式风力发电机的人造风力降雨发电山示意图。

图4是图3的B--B剖面示意图。

图5是使用水平轴螺旋桨式风力发电机的太阳能热气流和风能联合降雨发电山示意图。

图中标号：1导流面，2风力发电机风叶(桨叶)，3导流孔，4风力发电山框架(塔架)，5水平轴螺旋桨式风力发电机，6可启闭调节气流的百页窗式扇形导风门，7斜拉稳定钢索，8水平安装的旋翼式风力发电机风叶(旋翼)，9转子在垂直轴风力机上的风力发电机发电机，10水平安装的旋翼式风力机，11可启闭调节气流的回转门式导风门，12山脉形风塔框架，13透光式塔面(山坡)。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、2是安装目前使用最多技术最成熟的水平轴螺旋桨式风力发电机的人造垂直山体风力降雨发电山实施例，固定和架高风力发电机5的山体框架4和导流面1为高1250米的框架式钢结构，钢结构高层建筑技术已是很成熟建筑技术，完全按高层建筑和高耸建筑技术规范设计。风力发电机风叶2安装在圆形导流孔3内，可启闭调节气流的百页窗式扇形导风门6装在圆形导流孔3一端内。导风门6的控制方法可按照可变桨距水平轴螺旋桨式风力发电机风叶的控制方法设计或直接使用可变桨距水平轴螺旋桨式风力发电机控制叶片转动机构控制导风门6。

图3、4是水平安装的旋翼式垂直轴风力发电机的人造风力降雨发电山实施例，此实施例也适用水平安装的阻力型的S型风力机，固定和架高风力发电机的山体为高1250米的框架式钢结构和混凝土组合结构，导流面1为混凝土面，完全按高层建筑和高耸建筑技术规范设计。导风门11为回转式，风力机旋翼8为相同截面的直线形，发电机9的转子直接固定在风力机上，结构简单易于大批量生产。为提高垂直山体风力降雨发电山在暴风时稳定性在山体两边设有斜拉稳定钢索7。

图5是高1250米的太阳能热气流和风能联合降雨发电山实施例，山脉形风塔框架12为涂成黑色有利吸收太阳能的钢结构，透光式塔面13用平板玻璃，完全按高层建筑和高耸建筑技术规范设计。

Claims (10)

1、人造风力发电山，其特征在于：山体高度和长度由众多风力发电机和风力发电机框架(塔架)在垂直和水平方向重叠组合成高200～2000米，长10000米以上，风力发电机与风力发电机在高度和长度方向的间距根据风力的大小由小到大布置，风力发电机与风力发电机之间的空隙用建筑材料无间隙连接成气流不能通过的导流面，构成气流只能从包围风力发电机风力机的导流孔通过的导流式高效风力发电山。

2、人造太阳能热气流和风能联合发电山，其特征在于：风塔为高200～2000米，长10000米以上中间有隔断的山脉形，山体为表面黑色的金属框架结构，两边倾斜山坡坡面用透光保温材料构成顶部有出气口底部有沟通山体两边气候和山体上下气流的导流孔的山形风塔，风力发电机的风力机安装在导流孔内。

3、根据权利要求1、2所述的风力发电机，其特征在于：风力发电机上的一台定子和转子都可转动发电的发电机定子和转子分别由两台或由多台风力机串联的两组同时相互逆向旋转的风力机从两端驱动发电。

4、根据权利要求1、2所述的风力发电机，其特征在于：风力发电机转速随风力大小变化发出的变频三相交流电直接或远距离传输时经电力变压器升压降压后输往三相交流电动机驱动对转速无严格要求的抽水泵将发完电从水力发电站流出的水再提升到水力发电站的水库中，由水力发电站发电机发出恒频电流，实行小水库水力风力联合发电和大水库水力风力联合储能发电或驱动储能电站抽水泵等机械设备。

5、根据权利要求1、2所述的风力发电机，其特征在于：风力发电机发电机的转子在垂直轴风力机上靠近风叶处。

6、一种使用权利要求1人造风力发电山的人造风力降雨发电山，其特征在于：导流孔上装有可启闭调节气流的百页窗式导风门。

7、一种使用权利要求2人造太阳能热气流和风能联合发电山的人造太阳能热气流和风能联合降雨发电山，其特征在于：两边山坡底部的导流孔上装有可启闭调节气流的百页窗式导风门。

8、根据权利要求6、7所述的降雨发电山，其特征在于：所述的导流孔为圆形或正多边形，可启闭调节气流的百页窗式导风门为可作为风力透平发电机的角度可调节式静叶片的扇形或梯形安装在圆形或正多边形导流孔内。

9、根据权利要求6、7所述的降雨发电山，其特征在于：所述的风力发电机转速由可启闭调节气流的导风门调节。

10、一种使用权利要求6、7所述的降雨发电山根治荒漠、消除贫困、增加可再生能源、增加人类生存必需淡水、改善人类生存环境的方法，其特征是：在荒漠迎风边，荒漠中迎风处和大风寒潮通道用建筑材料和建筑技术及筑坝材料和技术建造高800～2000米，长度与荒漠迎风边边长和大风寒潮通道宽度相同的人造风力降雨发电山或人造太阳能热气流和风能联合降雨发电山，在淡水缺乏但风能或太阳能丰富的非荒漠地区迎风建造高度超过500米，长度超过10公里的人造风力降雨发电山或人造太阳能热气流和风能联合降雨发电山，在淡水不缺乏但风能或太阳能丰富的非荒漠地区迎风建造高度超过200米，长度超过10公里的人造风力发电山或人造太阳能热气流和风能联合发电山。

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