一种雷电电能发电装置的制作方法

1.本发明涉及电力设备技术领域，尤其是一种雷电电能发电装置。


背景技术：

2.当今社会能源的需求是根本需求，其中电能占据主要角色，需求量越来越高，而用于发电的能源却迅速枯竭，同时石化能源在开采和使用过程中所造成的污染已明显威胁到了人类的健康，破坏了人类赖以生存的自然环境，目前人类所用能源主要来源于燃烧化石燃料、原子裂变、太阳能和风能等形式，雷电作为自然界存在的一种能源形式，地球上每天都会有数百万次以上的雷电发生，发生一次闪电，云和大地间的电压可达1亿伏，功率可达100亿千瓦，相当于一个发电站的几千倍，且雷电能源清洁廉价，但雷电的瞬时放出的能量巨大，现有的利用雷电进行发电的装置大多是利用电磁能转化为机械能，再将机械能转化为电能的发电装置，此种结构需要机械设备作为支撑，其占用空间、电能转化率均受到环境的影响，且其原理还是利用机械能转化为电能来进行发电，没有达到雷电电能直接使用的目的。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以将雷电电能直接进行转化并使用的雷电电能发电装置。
4.本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
5.一种雷电电能发电装置，包括避雷针，所述避雷针通过过压保护机构接地，所述避雷针还连接有用于将交流电整合为直流电的整流机构，所述整流机构与所述过压保护机构并联，所述过压保护机构并联有接地的第一避雷器，所述避雷针、整流机构和过压保护机构的连接点为x点，所述过压保护机构的接地点为y点，x点和y点之间形成电位差，所述整流机构的两端通过第二避雷器连接有储能机构，所述储能机构存储由整流机构整合后的直流电，且此储能机构为大容量的电能容器，以使存放大功率的雷电，所述储能机构通过第三避雷器连接有逆变装置。
6.优选的，所述过压保护机构包括两个互相反串的大功率稳压二极管，两个稳压二极管的负极相连，正极分别连接x点和y点，稳压二极管互串可以保证进入避雷针的雷电对系统的安全，若雷电功率过大，则击穿稳压二极管，造成短路，来保护后边的储能机构和逆变装置，起到后备保护的作用，又由于雷电的功率过大，所以稳压二极管选用大功率型号，保证其额定功率足以承受雷电的通过。
7.优选的，所述整流机构包括正极与x点相连的第一二极管，所述第一二极管的负极连接有第三二极管，所述第三二极管的正极连接有第四二极管的负极，所述第四二极管的正极连接有第二二极管的正极，所述第二二极管的负极连接所述第一二极管的正极，所述第二避雷器连接在所述第三二极管的负极，通过设置的整流桥将x点引入的雷电的交流电整合为输出的直流电，所述第四二极管的正极连接所述储能机构，将整流机构输出的直流
电在储能机构中进行存储，由于雷电是瞬时电能，在瞬时的放电最大，所以，要在雷电发生时，通过避雷针将其引入，整流存储，以备后续用电设备持续使用。
8.优选的，所述整流机构包括与x点相连的接线盒，所述接线盒连接有第一二极管的正极和第三二极管的正极，所述第一二极管的负极与第三二极管的负极相连并连接所述第二避雷器，所述接线盒还连接有第四二极管的负极和第二二极管的负极，所述第二二极管的正极通过所述第三避雷器与所述储能机构相连，此种方案为整流机构的第二实施例，将过压保护机构的x进电端直接连接接线盒，通过接线盒连接互串电阻达到整流的目的，设置接线盒的主要作用是为了使整流过程更加完全化，通过接线盒可以加设其他的模块进线。
9.优选的，所述储能机构包括若干个电容器，若干个电容器并联连接在所述逆变装置的输入端，由于其雷电电能功率大，所以，为了存储整流后的直流电，就需多个大功率的电容器进行并联，扩大容量保证雷电电能的存储。
10.本发明的优点和积极效果是：
11.本发明应用在转化雷电电能设备中，当天空中云层带正电荷时，大地上就会感应出相同电量的负电荷，负电荷经过过压保护机构流向避雷针，同空中的正电荷进行中和，当云层中带负电荷时，大地上就会感应出相同电量的正电荷，负电荷经过避雷针和过压保护机构同大地上的正电荷中和，此充放电过程在x和y点上便形成了电位差，经过整流机构后向储能机构充电，在储能机构的两端便形成了直流电压，此直流电压源经逆变装置后输出三相正弦交流电供后续设备使用。
附图说明
12.图1是本发明的第一实施例的结构示意图；
13.图2是本发明的第一实施例的整流机构的结构示意图；
14.图3是本发明的第二实施例的结构示意图；
15.图4是本发明的第二实施例的整流机构的结构示意图。
16.图中：1、第一避雷器；2、过压保护机构；3、储能机构；4、第二避雷器；5、避雷针；6、第三避雷器；7、逆变装置；8、整流机构；
17.81、第一二极管；82、第二二极管；83、第三二极管；84、第四二极管；85、接线盒。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
20.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的
技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
21.以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：
22.如图1所示，本发明所述的一种雷电电能发电装置，包括避雷针5，避雷针5通过过压保护机构2接地，过压保护机构2为后备保护，当避雷针5引入的雷电电能的功率过大以致于烧毁过压保护机构2时，过压保护机构2所在支路发生短路，则避雷针5的雷电输出端通过第一避雷器1引入大地，保护后续电路的安全运行，避雷针5还连接有用于将交流电整合为直流电的整流机构8，整流机构8与过压保护机构2并联，通过并联可以使过压保护机构2达到击穿短路的效果，过压保护机构2并联有接地的第一避雷器1，第一避雷器1接地，用于在过压保护机构2发生击穿短路时，引导雷电导入大地，避雷针5、整流机构8和过压保护机构2的连接点为x点，过压保护机构2的接地点为y点，x点和y点之间形成电位差，过压保护机构2包括两个互相反串的大功率稳压二极管，通过两个稳压二极管的反串，达到导通高电压的目的，两个稳压二极管的负极相连，正极分别连接x点和y点，稳压二极管互串可以保证进入避雷针的雷电对系统的安全，若雷电功率过大，则击穿稳压二极管，造成短路，来保护后边的储能机构和逆变装置，起到后备保护的作用，又由于雷电的功率过大，所以稳压二极管选用大功率型号，保证其额定功率足以承受雷电的通过，整流机构8的两端通过第二避雷器4连接有储能机构3，储能机构3包括若干个电容器，若干个电容器并联连接在逆变装置7的输入端，储能机构3存储由整流机构8整合后的直流电，储能机构3通过第三避雷器6连接有逆变装置7，逆变装置7将储能机构3存储的电能电压降低后逆变输出三相正弦交流电，并通过电网传输至用电设备中以供使用，逆变装置7将储能机构3存储的电能电压降低后逆变输出三相正弦交流电。
23.如图1和图2所示为整流机构8的第一实施例，整流机构8包括正极与x点相连的第一二极管81，第一二极管81的负极连接有第三二极管83，第三二极管83的正极连接有第四二极管84的负极，第四二极管84的正极连接有第二二极管82的正极，第二二极管82的负极连接第一二极管81的正极，第二避雷器4连接在第三二极管83的负极，通过设置的整流桥将x点引入的雷电的交流电整合为输出的直流电，第四二极管84的正极连接储能机构3，将整流机构8输出的直流电在储能机构3中进行存储，由于雷电是瞬时电能，在瞬时的放电最大，所以，要在雷电发生时，通过避雷针将其引入，整流存储，以备后续用电设备持续使用。
24.如图3和图4所示为整流机构8的第二实施例，整流机构8包括与x点相连的接线盒85，接线盒85连接有第一二极管81的正极和第三二极管83的正极，第一二极管81的负极与第三二极管83的负极相连并连接第二避雷器4，接线盒85还连接有第四二极管84的负极和第二二极管82的负极，第二二极管82的正极通过第三避雷器6与储能机构3相连，将过压保护机构的x进电端直接连接接线盒，通过接线盒连接互串电阻达到整流的目的，设置接线盒的主要作用是为了使整流过程更加完全化，通过接线盒可以加设其他的模块进线。
25.上述过压保护机构2和储能机构3中的稳压二极管和电容器均采用大功率元器件，以适应功率过大的雷电电能，避免在瞬时造成击穿，且如图1和图3所示，在每个机构的一侧均设置有避雷器，当避雷器进线端的元器件模块发生击穿短路时，此避雷器可以引导雷电接入大地，形成回路，来保护后续元器件的安全，逆变装置7和接线盒85内的走线均为本领
域技术人员所熟知的走线方式，只要能达到电能的逆变和降压至市电电压的效果即可，在此不再赘述。
26.具体实施时，避雷针5将雷电引入雷电电能发电装置中，过压保护机构2保护整个装置的安全运行，若过压保护机构2的稳压二极管发生击穿，则过压保护机构2所在支路短路，避雷针5中的电能通过第一避雷器1导入大地，保护整个电路的安全，避雷针5将引入的雷电传输至整流机构8中，使雷电的交流电转化为供存储机构3储存的直流电，逆变装置7再将存储的直流电进行逆变和调压，输出三相正弦交流电。
27.本发明应用在转化雷电电能设备中，当天空中云层带正电荷时，大地上就会感应出相同电量的负电荷，负电荷经过过压保护机构2流向避雷针5，同空中的正电荷进行中和，当云层中带负电荷时，大地上就会感应出相同电量的正电荷，负电荷经过避雷针5和过压保护机构2同大地上的正电荷中和，此充放电过程在x和y点上便形成了电位差，经过整流机构8后向储能机构3充电，在储能机构3的两端便形成了直流电压，此直流电压源经逆变装置7后输出三相正弦交流电供后续设备使用。
28.需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。