RU2366121C1 - Method of atmospheric electricity to electric power conversion - Google Patents
Method of atmospheric electricity to electric power conversion Download PDFInfo
- Publication number
- RU2366121C1 RU2366121C1 RU2008115668/28A RU2008115668A RU2366121C1 RU 2366121 C1 RU2366121 C1 RU 2366121C1 RU 2008115668/28 A RU2008115668/28 A RU 2008115668/28A RU 2008115668 A RU2008115668 A RU 2008115668A RU 2366121 C1 RU2366121 C1 RU 2366121C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electricity
- energy
- voltage
- atmospheric
- atmospheric electricity
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области использования природных источников электричества, присутствующего в атмосфере, и может быть использовано в любой точке земли.The invention relates to the use of natural sources of electricity present in the atmosphere, and can be used anywhere in the world.
Известен способ преобразования атмосферного электричества, при котором атмосферное электричество через приемный блок, расположенный в воздушном пространстве, передают на разрядный элемент, выполненный в виде электродов (см., например, патент РФ №2030132, МПК 6 H05F 7/00, опубл. 27.02.1996 г. в Б.И №6).There is a method of converting atmospheric electricity, in which atmospheric electricity is transmitted through a receiving unit located in airspace to a discharge element made in the form of electrodes (see, for example, RF patent No. 2030132, IPC 6 H05F 7/00, publ. 27.02. 1996 in B.I. No. 6).
Недостаток известного способа заключается в том, что возникающие при преобразовании напряжения могут достигать больших величин, что сопряжено с опасностью для жизни. При этом для реализации полученной электроэнергии с большими напряжениями потребуются специальные приемники, эффективность которых невелика.The disadvantage of this method is that the stresses arising from the conversion can reach large values, which is associated with a danger to life. At the same time, special receivers, the effectiveness of which is low, will be required to realize the obtained electricity with high voltages.
Более близким по технической сущности и принятым за прототип является способ преобразования атмосферного электричества в электрическую энергию, заключающийся в том, что атмосферное электричество от установленного на лебедке летательного аппарат передают через проводящий канал в емкостный накопитель электроэнергии с помощью электрического выпрямителя (см., например, патент РФ №2293451, МПК H05F 7/00 "Способ аккумулирования атмосферной электроэнергии", опубл. 10.02.2007 г. в Б.И №4).Closer in technical essence and adopted as a prototype is a method of converting atmospheric electricity into electrical energy, which consists in the fact that atmospheric electricity from an aircraft installed on a winch is transmitted through a conductive channel to a capacitive energy storage device using an electric rectifier (see, for example, patent RF №2293451, IPC H05F 7/00 "Method for the accumulation of atmospheric electricity", published on 02/10/2007 in B.I. No. 4).
Известный способ позволяет оптимизировать положение устройства приема атмосферного электричества в пространстве.The known method allows to optimize the position of the device receiving atmospheric electricity in space.
Известный способ и основанные на нем устройства имеют следующие недостатки.The known method and devices based on it have the following disadvantages.
1. Для использования накопленной в конденсаторах электроэнергии требуется специальный и дорогостоящий высоковольтный преобразователь.1. To use the energy stored in capacitors, a special and expensive high-voltage converter is required.
2. Используемые в накопителях высоковольтные конденсаторы имеют высокую цену и ненадежны.2. High-voltage capacitors used in drives are expensive and unreliable.
3. Высоковольтный накопитель имеет ограничение по напряжению и при высоких атмосферных напряжениях излишек атмосферной энергии приходится бесполезно проводить в землю через высоковольтный разрядник.3. The high-voltage storage device has a voltage limit, and at high atmospheric voltages, excess atmospheric energy has to be uselessly carried into the ground through a high-voltage arrester.
Задачей изобретения является:The objective of the invention is:
1. Создание способа для приема атмосферного электричества, при котором получаемая электроэнергия используется более полно и поступает непосредственно в промышленную сеть или потребителю со стандартным напряжением.1. Creating a method for receiving atmospheric electricity, in which the generated electricity is used more fully and goes directly to the industrial network or to the consumer with a standard voltage.
2. Сокращение количества используемых в накопителе конденсаторов и снижение их номинального напряжения.2. Reducing the number of capacitors used in the drive and reducing their rated voltage.
3. Повышение КПД преобразования атмосферной энергии в промышленную.3. Improving the efficiency of converting atmospheric energy into industrial energy.
Указанная задача решается за счет того, что в способе преобразования атмосферного электричества, при котором его фиксируют в накопителе, согласно изобретению, по мере накопления электричества до определенной величины его с помощью электрогидравлических разрядников последовательно преобразуют в энергию пневматической системы с повышенным давлением и при достижении определенного давления энергию пневмосистемы с помощью ветрогенератора преобразуют в электроэнергию.This problem is solved due to the fact that in the method of converting atmospheric electricity, in which it is fixed in a storage device, according to the invention, as electricity is accumulated to a certain value, it is successively converted by electro-hydraulic arresters into energy of a pneumatic system with increased pressure and when a certain pressure is reached the energy of the pneumatic system is converted into electricity by means of a wind generator.
Преобразование электричества по мере его накопления до определенной величины в энергию пневматической системы с повышенным давлением и при достижении определенного давления преобразование энергии пневмосистемы с помощью ветрогенератора в электроэнергию позволит обеспечить практически полную утилизацию атмосферного электричества со стандартным напряжением, соответствующим напряжению промышленной сети.Converting electricity as it accumulates to a certain value into energy of a pneumatic system with increased pressure and when a certain pressure is reached, converting the energy of the pneumatic system using a wind generator into electricity will allow for almost complete utilization of atmospheric electricity with a standard voltage corresponding to the voltage of the industrial network.
Заявленное изобретение иллюстрируется 5-ю фигурами.The claimed invention is illustrated by 5 figures.
На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема устройства преобразования атмосферного электричества.Figure 1 presents a circuit diagram of a device for converting atmospheric electricity.
На фиг.2 показана принципиальная конструкция электрогидравлического разрядника.Figure 2 shows the basic construction of an electro-hydraulic arrester.
На фиг.3 изображена схема расположение датчиков положения штока электрогидравлического разрядника.Figure 3 shows a diagram of the location of the position sensors of the rod of the electro-hydraulic spark gap.
На фиг.4 - принципиальная электрическая схема включения блокировочных реле.Figure 4 - circuit diagram of the inclusion of interlocking relays.
Фиг.5 демонстрирует пневматический накопитель и преобразователь высокого давления в электроэнергию.5 shows a pneumatic storage device and a high pressure to electric power converter.
Устройство для преобразования атмосферного электричества в электрическую энергию выполнено следующим образом. Через проводящий канал - электропровод 1 (фиг.1) атмосферное электричество от аэростата (не показан) подводится к приемному высоковольтному конденсатору 2. К зажимам конденсатора подсоединена цепь, состоящая из разрядника 3, последовательно с которым включено несколько параллельно соединенных электрогидравлических разрядников 4. В цепи каждого разрядника имеется нормально открытый контакт 5 блокировочного реле. Электрогидравлический разрядник состоит из цилиндра 6 (фиг.2), расположенного вертикально. Он разделен поршнем 7 на две камеры. Камера 8, расположена ниже поршня 7. Полость нижней камеры частично заполнена водой 9. В воду помещены электроды 10, разделенные промежутком. Нижняя камера с помощью гибкого шланга 11 соединена с резервуаром (не показан), заполненным водой. Верхняя камера 12 цилиндра 6 имеет крышку 13, которая соединена шлангом 14 с источником газа (не показан). Шланг 14 снабжен обратным клапаном 15, который препятствует выходу газа из верхней камеры к источнику газа. В крышке 13 выполнено отверстие 16 с сальником, через которое проходит шток 17 поршня 7. Поршень снабжен пружиной сжатия 18, расположенной вдоль штока между крышкой 11 и верхней поверхностью поршня. В крышке 11 имеется также отверстие 19, которое шлангом 20 соединено с общим тубопроводом (не показан). В шланге 20 имеется обратный клапан 21, препятствующий перетоку газа из приемной емкости (не показана) в верхнюю камеру 12. Внутри цилиндра 6 имеется упорная шайба 22, выполненная из упругого материала, расположенная в верхней части и примыкающая к крышке 13. Выше уровня воды 9 внутри цилиндра имеется также ограничительная шайба 23, препятствующая движению поршня 17 ниже определенного уровня.A device for converting atmospheric electricity into electrical energy is as follows. Through a conductive channel — an electric wire 1 (Fig. 1), atmospheric electricity from a balloon (not shown) is supplied to a receiving high-
Каждый электрогидравлический разрядник 4 снабжен датчиком положения поршня 17. На фиг.3 показан оптический датчик, состоящий из лазерного излучателя 24, установленного на стойке 25, и фотоприемника 24', установленного на стойке 26. Луч от излучателя 24 проходит над верхним краем штока 17 и воспринимается фотоприемником 24', когда шток находится в спокойном состоянии.Each electro-
Нормально открытые контакты 27 датчиков положения находятся в цепи питания катушек реле 5 (фиг.4).Normally
Выходные концы шлангов 20 соединены с общим шлангом 28 (фиг.5), соединенным с приемной камерой 29 высокого давления. В шланге 28 перед входом в приемную камеру 29 имеется дополнительный обратный клапан 30. На выходе приемной камеры высокого давления имеется газовый редуктор (не показан), сочлененный с питающим шлангом 31. В шланге 31 установлен электроуправляемый клапан 32. Приемная камера 29 снабжена манометром 33, имеющим электрическую связь с клапаном 32. На выходе питающего шланга 31 установлен преобразователь энергии воздушного потока в электрическую энергию, состоящий из турбины 34 и электрического генератора 35.The output ends of the
Устройство для преобразования атмосферного электричества в электроэнергию действует следующим образом. Электрический заряд, имеющийся в атмосфере, по проводящему каналу 1 подводится к конденсатору 2. При достижении определенной величины напряжения на конденсаторе происходит пробой разрядника 3 и возникает разряд между электродами 10. В результате в одном из цилиндров 6 создается электрогидравлический удар, обладающий большой энергией. Под влиянием ударной волны поршень 17 движется вверх, преодолевая сопротивление газа в камере 12 и противодействие пружины 18. При этом поршень вытесняет воздух из верхней камеры 12 цилиндра 6 в трубопровод 20. Из трубопровода 20 воздух поступает приемную камеру 29. При этом напряжение в конденсаторе 2 снижется. По мере накопления заряда в конденсаторе 2 происходит очередной пробой и процесс повторяется. При достижении определенного давления в камере 29 по сигналу манометра 33 открывается клапан 32 и сжатый воздух поступает на воздушную турбину 34, которая приводит во вращение ротор генератора 35. Однако при наличии грозовой облачности, когда напряжение в атмосфере близко к возникновению молний, при сильных порывах ветра аэростат, прикрепленный к электропроводу 1, может быстро двигаться к грозовому облаку. В этом случае заряд конденсатора 2 может достигать пороговых значений за короткий период времени. В самом деле, известно, что значение напряженности грозового разряда доходит до 1500 кВ. Темп нарастания напряженности иногда превышает 600 кВ/с.A device for converting atmospheric electricity into electricity acts as follows. An electric charge in the atmosphere is supplied through the conducting
Из-за инерции механической части электрогидравлического разрядника он способен преобразовать напряжение с градиентом не более 100 кВ/с. Для того чтобы обеспечить полную утилизацию большого количества атмосферного электричества, необходимо, чтобы преобразование энергии происходило со скоростью, в несколько раз превышающей возможности одного электрогидравлического разрядника. Это достигается следующим образом. При срабатывании одного из разрядников 4 его шток 17, двигаясь вверх, перекроет луч соответствующего лазерного излучателя 24. Тогда на его приемник 24' сигнал не поступит. Нормально открытый контакт 26 разрывает цепь соответствующей катушки реле 5. Нормально открытый контакт последнего разрывает цепь питания сработавшего разрядника, предупреждая преждевременную подачу напряжения на его электроды. Поэтому при быстрой зарядке конденсатора 2 происходит пробой напряжения разрядника 3 и подвод напряжения к одному из следующих электрогидравлических разрядников 4. Время востановления режима ожидания каждого из сработавших разрядников составляет 0,1-0,5 с. Следовательно, количество их должно быть таким, чтобы успеть полностью воспринять быстро нарастающую волну атмосферного электричества. По предварительным расчетом общее число электрогидравлических разрядников составляет 10-12 шт.Due to the inertia of the mechanical part of the electro-hydraulic spark gap, it is capable of converting voltage with a gradient of not more than 100 kV / s. In order to ensure the complete utilization of a large amount of atmospheric electricity, it is necessary that the energy conversion takes place at a speed several times higher than the capabilities of one electro-hydraulic spark gap. This is achieved as follows. When one of the
Таким образом, способ преобразования атмосферного электричества состоит в следующем. По мере накопления электричества до определенной величины его с помощью электрогидравлических разрядников последовательно преобразуют в энергию пневматической системы с повышенным давлением. При достижении определенного давления энергию пневмосистемы с помощью ветрогенератора преобразуют в электроэнергию.Thus, a method for converting atmospheric electricity is as follows. With the accumulation of electricity to a certain value, it is subsequently converted into electro-hydraulic dischargers into energy of a pneumatic system with increased pressure. When a certain pressure is reached, the energy of the pneumatic system is converted into electricity by means of a wind generator.
По расчетам суммарный КПД преобразования достигает 60%. Устройство электрогидравлического разрядника относительно простое. На выходе генератора 35 можно получить любое требуемое напряжение, в том числе и стандартное. Предполагаемый способ способен полностью преобразовать атмосферную энергию в электрическую. При этом удается избежать разрушительного воздействия грозовых разрядов на окружающую среду в районе действия предлагаемой установки.According to calculations, the total conversion efficiency reaches 60%. The electro-hydraulic arrester is relatively simple. At the output of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008115668/28A RU2366121C1 (en) | 2008-04-21 | 2008-04-21 | Method of atmospheric electricity to electric power conversion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008115668/28A RU2366121C1 (en) | 2008-04-21 | 2008-04-21 | Method of atmospheric electricity to electric power conversion |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2366121C1 true RU2366121C1 (en) | 2009-08-27 |
Family
ID=41150065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008115668/28A RU2366121C1 (en) | 2008-04-21 | 2008-04-21 | Method of atmospheric electricity to electric power conversion |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2366121C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469892C2 (en) * | 2011-03-21 | 2012-12-20 | Холыма Лимитед | Non-polluting automatic device for power generation intended for vehicle |
EA034109B1 (en) * | 2018-01-11 | 2019-12-27 | Борис Иванович Блескин | Electric motor using atmospheric electricity |
EA037097B1 (en) * | 2018-01-31 | 2021-02-05 | Борис Иванович Блескин | Electric power plant using atmospheric electricity |
-
2008
- 2008-04-21 RU RU2008115668/28A patent/RU2366121C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Бантиданов Л.Н. Электрические станции и подстанции. Госэнергоиздат. - М. - Л., 1958. 217 с. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469892C2 (en) * | 2011-03-21 | 2012-12-20 | Холыма Лимитед | Non-polluting automatic device for power generation intended for vehicle |
EA034109B1 (en) * | 2018-01-11 | 2019-12-27 | Борис Иванович Блескин | Electric motor using atmospheric electricity |
EA037097B1 (en) * | 2018-01-31 | 2021-02-05 | Борис Иванович Блескин | Electric power plant using atmospheric electricity |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2366121C1 (en) | Method of atmospheric electricity to electric power conversion | |
CN102157253B (en) | Outer-gap lightning arrester | |
CN104115818B (en) | The acousto-optic compound bird-repeller system that a kind of vertical shaft fan is constituted | |
CN114629007B (en) | Lightning intensity attenuation device and method for protecting fan blade | |
WO2019087423A1 (en) | Lightning strike suppression-type lightning arrester | |
CN107559054A (en) | A kind of constant pressure type air bag energy-storage system | |
CN102758732A (en) | Power generating and monitoring integrated aerial wind power generation system | |
KR101696748B1 (en) | Lightning rod system for predicting lightning strike | |
CN202384124U (en) | Arrester for direct-current power transmission line protection | |
CN103344340A (en) | Degraded insulator on-site testing method | |
CN204064125U (en) | A kind of motor push rod type shield net bracing or strutting arrangement | |
CN109899221A (en) | A kind of wave energy converters | |
CN218940308U (en) | Lightning intensity attenuation device for protecting fan blade | |
CN210866920U (en) | Switch cabinet | |
CN105261433B (en) | A kind of arrester | |
CN201498289U (en) | 10 KV post lightning arrester | |
WO2008044488A1 (en) | Lightning attracting device, lightning protection device, lightning prevention system, lightning electric power utilizing apparatus, lightning electric power utilizing system, wind power generator, and wind power generation system | |
CN209657915U (en) | A kind of multifunctional lightning protection insulator | |
CN204858553U (en) | LXFB type is big to hold combination formula overvoltage protection | |
CN204215856U (en) | All-sealed branch mailbox wind power transformer | |
RU2744101C1 (en) | Device for accumulating high-altitude atmospheric energy | |
CN221530585U (en) | Distribution box grounding device | |
CN208027838U (en) | A kind of Zinc-Oxide Arrester | |
CN107575348B (en) | A kind of lightning protection system | |
CN110010311A (en) | A kind of multifunctional lightning protection insulator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180422 |