[发明专利]自然电能接收器

说明书

技术领域：耐高压高储能电容器电池阵列在电能接收中的应用

背景技术：

自然电能包括存在于自然界中的“静电”和“大气云层电”即雷电，千百年来人们总是希望把雷电等电能回收利用。但雷电云层电压太高，达到几百万伏，储电量太大，一直没有成功接收。

发明内容：

自然界中的“静电”大可都看作是一种电容器存电，存在于“正负极板”之间，只是这个正负极板在自然界中表现的极不规则，比如雷电就是流动的云层作为正极板，负极板则为大地或者是从大地直接上升的水汽，当由大地产生的上升水汽与远道飘来的高空云层具有一定距离时，产生放电反应，即火花放电，俗称闪电，实际上是大地水汽和高空云层之间形成的这个临时“电容器”被击穿。这种像“雷电”一样自然形成的电能完全可以通过某种方式开发利用。存在问题是大地与高空云层之间的电压过高，目前的电容器无法接收如此高的电压，太高的电压也无法利用。

本发明是利用电容串联分压的原理，通过低电阻天线接触高云层与分压电容的正极板连接，将雷电引领到初级变压电容组，将几十或百万伏的“超高压”分压后变成“中压”，“中压”通过分压电容组进一步分解降压变成可以储存应用的“低压”，低压可以直接运用并可以储存在电容器中，其中电容组的负极板与大地相连接。分压电容有两种方式，一是多极板同介质分压电容，二是普通串联的独立电容。同介质多极板分压电容是指封闭的电容器内具有多个极板，极板间的介质为同一种物质，极板正负相邻，其中前一级的负极恰为后一级电容的的正极，通过介质连接，封闭电容的外壳为绝缘物质。普通串联电容组是指独立的电容器串联为等容电容器串联，电容的串联方式为正极接负极，负极接正极，依次排开。此方法可以开发雷电这种自然资源，开辟一种科学利用新能源的途径。

采用多组电容串联的模式可以逐步降解雷电云层的“超高电压”，最终变成可以转变成可以利用的“低压”，或变成能够储存的低压电能，便于在生产中安全应用而不至于发生“雷击”事故，并能开发雷电这种自然资源，开辟一种科学利用新能源的途径。

附图说明

图1为封闭式同介质分压电容器示意图。图2为带天线和地线连接的同介质分压电容器雷电接收分压器示意图。图3为单个独立电容串联模式示意图。图4为带天线和地线连接的单个独立电容串联模式的雷电接收示意图。其中在图1和图2中，1，2，3，4，5，6，7，8分别为正负极板，9为绝缘外壳，10为地线，11为天线。在图3和图4中，1，2，3，4，5，6，7，8，9，为电容，10，11，12，13，14，15，16，17为电容间的控制开关健，18为总电压的正负接线柱，19，20，21，22，23，24，25，26，27为每一个电容的正负接线柱，28为地线，29为天线。

具体实施方式

雷电层的电压特高，可以达到几百万伏，闪电的感应电压达到几亿伏，所以利用电容降压首先要利用耐高压电容对雷电云层电压进行降解。一般用空气做介质的金属极板之间的击穿电压为1万伏/cm，因此初级电容降压组合可以用空气做介质的多极板电容，如图1图2所示，在图1和图2中显示的极板个数是8个，实际中可以是几十个甚至几百个，根据系统电压设置情况确定第一次降压的幅度，一般确保第一次降压以后使电压降至1万伏以下。在图1和图2中极板被绝缘材料包裹，在实际中也有这个要求，因为在雨天没有绝缘措施，极板间的介质就会由空气变成“雨水”，会改变承受电压的能力，造成击穿或毁坏。

多极板分压电容的特点是：利用介质相同的多个极板组成为一体的电容器，外部用绝缘材料包装或当介质为空气时可以直接暴露在空气中，极板的大小和容量相同，极板正负相邻，前一级的负极恰是后一级的正极，并通过介质相连，极板个数为n时，电容的总电压为相邻极板之间电压的n倍。根据需要每个极板对可以引出电极也可以仅仅从两端引出电极。所用介质为液体、气体或固体。

利用多极板电容将雷电云层电压降至1万伏以下以后，可以改用蓄能型的电容串联组，可以改用图3图4显示的组合串联电容分解电压并储存电能，同时转变成符合标准的直流电能，传输到电网。

超级电容电池“串联”和正负极依次相接的方式是相同的，即超级电容正极接正负极，负极接正极，依次类推。

雷电云层电能的接收过程基本上是一个降压、储能、输出的过程，可以采用图1图2所示的多极板模式；也可以采用图3图4显示的独立电容的串联模式。也可以利用两种方式的各自优势，组合后运用。

需要指出的的是图1图2的多极板电容的正负极为个别电容的正负极示意图。因为极板依次连接，正负极板对每一对极板组成的电容各不相同，所以每一个极板起到“正极板”作用的同时为相邻极板电容对的负极板，所以图1图2所示正负极板显示不全面。在应用时需要注意。