[发明专利]一种风力静电防风固沙的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种防风固沙装置，具体的说，它涉及一种可以利用风力产生的静电来起到 防风固沙作用的树形静电装置。

背景技术

目前我国北方地区沙尘暴的年变化特点是：春季最多，约占全年总数的1/2，夏季次之， 秋季最少；按月份来看，四月份发生的频率最高，3月和5月份次之，秋季的9月份最低。 内蒙古中西部地区4月份沙尘暴出现频率最高，春季(3～5月)占全年的73％。

由上述分析可以看出：我国沙尘暴大多发生在春季，这主要原因是春季北方地区气温回 升，大地解冻，同时植被(特别是短命植物)覆盖率低。北方西部春季干旱少雨，地表干燥 松软，结构性差。不论是耕地还是荒漠草原，均无植被覆盖，是含尘量丰富的沙尘源。加之 春季常有实力强大的冷空气入侵。由此导致了沙尘暴多集中爆发于春季。

由上我们可以总结出沙尘暴的形成有三个基本条件：

1.大风，这是形成沙尘暴的动力条件

2.地面上的沙尘，这是形成沙尘暴的物质基础

3.不稳定的大气层结状态，这是重要的局地热力条件。

人类对于遏制大风或空气不稳定状态方面，迄今还是无能为力。沙尘暴的防治，可着眼 于遏制沙尘源，减弱大风风速。

我国的八大沙漠、四大沙地以及广袤的戈壁全部分布在三北地区，对于当前我国沙尘暴 防治技术现状，从启动30年的三北防护林工程可以看出：如果按每年造林面积计算的话，那 么三北地区应该已经被全部绿化，但实际上并非如此，林学上有句话，叫″三分造、七分管″， 它通俗易懂地说明了保护在营造林生产中的极端重要性。大部分是沙化土地，沙化草场，进 行植树造林。而在风沙起源地的核心地带，一望无际的沙漠戈壁和极其恶劣的生态环境，使 树木根本无法存活。

对于表面封盖的工程(化学)固沙技术也也存在诸多缺陷。表面封盖分为脆性封盖(如 水泥混凝土等)和塑性封盖(沥青，高聚塑胶膜等)，使得其在沙地表面形成一层有一定强度 的防护壳。这种方法收效快，但大面积封盖成本过高，不能大面积使用。同时由于受沙漠西 北地区昼夜季节温差大，白天日照强烈，易变性老化风化严重。物理风化作用强烈的影响。 表面封盖材料在不起风沙的时候仍被腐蚀风化，且对沙地永久性破坏地表的生态环境，所消 耗材料不能二次利用。这些都成为限制其应用发展的主要因素。

由上述可知，我们迫切需要能开发一种够能自适应风沙变化，对环境土壤无污染破坏 作用。易于维护的沙尘暴有效防治技术。到目前为止，尚未见到防尘固沙效果十分理想又环 境友好易于生产的防风固沙装置。

发明内容

本发明是提出了一种全新的利用静电除尘原理的风力静电防风固沙，提出一种结构简单， 使用可靠，防风固沙效果十分理想的方法及装置。该装置的主要设备是一种人工静电树。

本发明的主要装置包括小型直流风力发电机，人工静电树和地下负极，整个装置通过沙 尘暴中的风力导致风力发电机产生直流电，风速越大电能越大，通过传导到静电树使其正电 荷不断累积，同种电荷由于相斥作用使静电树树冠的柔性导电材料互斥伸张，而同时不对称 摩擦使扬起形成的沙尘带负电，这带负电沙尘更有利于高压静电吸附，静电树伸张开的同时 也增大对风的阻力，风力产生直流电的负电则导入大地，地表通过静电吸附减弱带正电的大 颗粒沙尘的表面移动，从而整体起到防风固沙的作用。

本发明是利用风力产生的直流电不断累积高压正电荷，利用静电除尘的原理达到风力静 电防风固沙。由于本设备直接利用风力产生的直流电作为除尘的静电源，且本身就希望电流 能随风沙的强度的变化而变化。因此，本发明所述的风力发电设备要比常规风力发电设施简 单的多，同时也就表明其成本和维护管理费用要相对便宜的多。

这主要是因为首先风力发电是供工农业生产用电，有时还需要与电网连接，因此，必须 尽量保证风轮机组保持高速稳定的产生动力，这就需要增速齿轮箱、离心制动器、液压系统 等装置。其次，由于风能产生的电能不稳定，因此需要储能设备，且风能发电要与电网相连 的话必须对电流进行输出转换。这些装置的安装维护也是风力发电价格较高的重要原因。而 本装置发电主要是用于对沙尘暴的控制，风力产电随风速变化而变化正是所需要的优点。因 此也就不需要这些增速稳定装置。同时本装置的产电直接用于沙尘暴的吸附，不需要储存及 电流转换。因此，这也是成本和维护管理费用要相对低很多的原因。

主要应用领域：