[发明专利]一种带电云雾电荷分离发电系统

说明书

技术领域

本发明属于新能源发电领域，具体属于一种带电云雾电荷分离发电系统。

背景技术

关于云内起电机制，即：云如何带电，众多大气物理学家先后提出几十种云内起电机制的理论，把这些理论概括起来基本可以分成两类：一是云雾粒子起电，二是雷雨云起电。对于云雾粒子，云内的上升气流很弱，云内起电主要是云雾大气内的离子扩散引起和云滴选择性吸附大气离子引起的。对于雷雨云粒子，雷雨云内有很强的上升气流，且常有很强的降水，在积雨云内除雨滴外，还有冰雹、霰（雪丸）和各种冰粒子等固态和液态水组成，云顶温度很低，垂直厚度大，为云内荷电提供条件，云内起电量大。在积雨云内，由云中粒子间相互作用起电称为微观起电，而由云内大尺度上升气流使云不同部位荷不同极性电荷的机制称宏观起电。

关于大气离子扩散起电机制，就是单个云雾粒子，其表面处大气正、负轻离子浓度为零，而离云雾粒子稍远处有大气正、负轻离子浓度的平均值，于是在离云雾粒子很近的大气中大气正、负轻离子浓度具有径向分布，从而形成大气正、负轻离子向云雾粒子扩散的物理过程，并使云雾粒子荷电。这种由于大气正、负轻离子扩散，使云雾粒子带电的过程称为大气离子扩散起电机制。

目前，实际生产中已经投入使用的发电机主要有：火力发电机、风力发电机、水力发电机等。其中，火力发电是指利用可燃物在燃烧时产生的热能，通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。它有烟气污染、粉尘污染、资源消耗等一系列弊端。风力发电是指把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能。风力发电机因风量不稳定，所以有输出电量不稳定、不可控的缺点。此外，风力发电机还有占用土地资源、影响鸟类等缺点。水力发电是指利用水位落差，利用水的位能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机，而得到电能。水力发电机存在着受地形限制无法建造太大的容量、建厂期间长，建造费用高、电力输出易受天气变化影响等一系列缺点。

由于每种物质都由带正电荷的原子核和核外绕原子核旋转带负电的电子构成。在不带电的物体中，物体中原子核正电荷刚好与电子负电荷相平衡，电量中和，所以没有电性。但如果两个物体紧密接触，电子会很容易从一个物体转移到另一个物体，这样电量就会不平衡，物体就有了电性。最常见的电荷分离机制有：摩擦起电、静电感应和液滴分离。本发明中使用的电荷分离就是利用了液滴分离机制，其原理是：液体分子结构会引起液体表面与液体内部电压的不同，即便是没有外在的带电物体的影响下，液面的破裂也会导致电荷分离。由于水分子具有较强的极性，这种机理产生的静电在高速流动的过湿蒸汽及湿压缩空气中很明显。 经过检索当前专利，并没有发现云雾中电荷分离发电的相关发明专利，为了解决当前面临的困难，本发明公布了的云雾电荷分离的系统方法。

发明内容

本发明公布了带电云雾电荷分离发电系统。这套系统主要分为三个模块，即：供电模块；云雾发电机模块；电能输出模块。

供电模块：供电模块包括海上和陆地上的供电装置；在海面上波浪发电模块是有多个相连接的波浪发电板串联组成，每次波浪的起伏都会给波浪发电板提供机械能，通过能量转换装置，机械能转换成了电能，通过串联增强了电压。在陆地上主要采用太阳能光伏发电，小型风力发电和蓄电池供电作为供电模块。

云雾发电模块：该模块实现的功能是：收集海面上和陆地上的升起的雾气，通过连接金属网和供电模块产生的电源，将带电云雾粒子进行正负电荷分离，从而形成持续的电流。当雾气中的小液滴与固体金属网接触的时候，金属网的接触面会形成电荷相等符号相反的电荷，小液滴可以离解成正、负离子。而带电云雾粒子中的水雾属于极性分子，极性分子液体可离解。于是，当固液接触时，带电云雾粒子中电荷被金属网的电力吸引，波浪发电供电模块提供的持续电源能使得带电云雾粒子中电荷分离，电子的移动方向与电流方向相反，电荷定向移动，这样就形成了电流。

电能输出模块：将波浪发电供电模块以及云雾发电机模块产生的电能，一部分可通过云雾发电控制器进行存储；另一部分则可通过逆变器将直流电能转换为交流电能，然后通过变压器，利用变压器的电磁感应原理，对交流电能进行升压。随后，将此交流电能进行并网，让电能源源不断地输送出去。

附图说明

图1为带电云雾电荷分离发电系统；

图2为供电模块；

图3为云雾发电模块；

图4为电能输出模块。

具体实施方式：