一种雷电能量回收装置的制作方法

本实用新型涉及自然能源回收利用技术领域，尤其是涉及能够有效回收雷电能量的装置。

背景技术：

进入工业时代以来，电力已经成为人类社会必不可少的资源，现阶段，用于产生电力的方法很多，火力发电、水力发电、风力发电、核电、太阳能光伏发电、潮汐发电等等，火力发电约占据了70%的比重，火力发电离不开化石燃料的支撑，随着能源匮乏、资源紧缺的问题越来越明显，火力发电的成本也逐渐攀升、由此带来的污染问题给人类的正常生产生活带来了巨大的困扰。

雷电中蕴含着巨大的能量，350多年前，美国科学家就尝试通过风筝收集雷电，并成功将雷电收集到莱顿瓶中进行储藏，为雷电的收集奠定了科学基础，雷电的收集不仅能够有效利用自然资源，还能够替代一部分火力发电，从而减少对化石燃料的依赖和由此造成的环境污染。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种雷电能量回收装置，从而有效的回收雷电的能量，送电上网，替代部分火力发电，从而缓解对于不可再生能源的依赖同时减轻由于化石燃料的燃烧造成的污染。

本实用新型提供的一种雷电能量回收装置，包括能量回收组件；

所述能量回收组件包括：接闪杆、超高压电容器组、第一电流传感器、第二电流传感器、第一电闸、第二电闸、逆变器、变压器、控制芯片，接闪杆连接有主导线，主导线与超高压电容器组的第一引线相连，第一电闸、第一电流传感器均设置在主导线上；超高压电容器组的第一引线、第二引线均通过送电线连接到逆变器上，第二电闸、第二电流传感器均设置在送电线上，逆变器与变压器相连接，变压器的输出端与电网相连；第一电流传感器、第二电流传感器、第一电闸、第二电闸均与控制芯片相连接。

其工作原理为：在电容器未充电的状态下，第一电闸处于闭合状态，第二电闸处于断开状态，当雷电出现并且接闪杆捕捉到雷电时，雷电蕴含的正（负）电荷通过主导线和支导线被导入至超高压电容器组的一极中，并感应另一极产生负（正）电荷为各个超高压电容器充电，正（负）电荷的移动产生电流，被第一电流传感器感应，第一电流传感器将信号发送给控制芯片，控制芯片断开第一电闸，并闭合第二电闸，超高压电容器组中的正负电荷移动产生直流电，逆变器将直流电变换成交流电，经过变压器变压送入电网，当电荷移动完毕后，电流不再产生，第二电流传感器不再感应到电流，控制芯片将闭合第一电闸同时断开第二电闸，继续捕捉雷电能源。

进一步的，在主导线上还连接有避雷线，避雷线与主导线的连接点位于接闪杆和第一电闸之间，避雷线的另一端埋设在地下，避雷线上还设置有第三电闸，第三电闸与控制芯片相连接。当雷电采集完毕，第一电闸断开后，控制芯片闭合第二电闸和第三电闸，第二电闸的闭合用于超级电容器向电网送电，第三电闸的闭合能够使接闪杆继续捕捉雷电并将其导入地下，从而保证在能量不进行回收时，装置能够进行避雷，实现了避雷和能量回收的双重效果。

进一步的，所述雷电能量回收装置包括1-50组能量回收组件。可以根据实际地形和雷电密集度情况、结合成本因素考虑，布置能量回收组件的数量。

进一步的，所述超高压电容器组包括5000-20000个超高压电容器；各个超高压电容器以混联的方式连接。实际使用中，需要根据工作区域雷电的强度结合成本因素综合考虑布置超高压电容器的数量，混联的连接方式能够使超高压电容器组对于雷电电压和电流的适应性更强，保证高压下工作的可靠性。

进一步的，所述各个超高压电容器均安装在一个箱体内，箱体内具有多块绝缘横隔板和多块绝缘纵隔板，每个超高压电容器均单独设置在绝缘横隔板和绝缘纵隔板分割而成的区域内。这种设置能够有利于超高压电容器的紧凑布置，也能够有效保证各超高压电容器之间以及各超高压电容器与外界的绝缘能力。

进一步的，所述雷电能量回收装置设置在建筑物顶部或者山体的顶部。建筑物的顶部或者山体的顶部与雷电的距离较近，这种结构设计既能够有效避雷，又能够回收雷电的能量。

本实用新型提供的雷电能量回收装置，通过设置两个电闸，配合两个电流传感器工作，借助电流传感器探测电流的变化，当电容放电完毕后闭合第一电闸且断开第二电闸，能够进行雷电的捕捉以及并将能量收集到超高压电容器组中，当捕捉到雷电能量之后，断开第一电闸并且闭合第二电闸，通过逆变器的作用将电容器释放的直流电变换成交流电，并且借助变压器对电压进行调整之后送电入网，能够实现雷电捕捉和送电上网的无缝衔接配合，实现了雷电能源的及时有效回收以及收集电能的及时送电上网，从而缓解了用电的压力，释放了一部分火力发电产能，降低了化石燃料的消耗，减轻了化石燃料燃烧带来的环境污染。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型其中一种实施例提供的雷电能量回收装置示意图。

附图标记：

1-接闪杆；2-主导线；3-第一电流传感器；4-第二电流传感器；5-第一电闸；6-第二电闸；7-第三电闸；8-避雷线；9-超高压电容器组；10-逆变器；11-变压器；12-送电线。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型其中一种实施例提供的雷电能量回收装置示意图。

本实施例提供的雷电能量回收装置包括20组能量回收组件，雷电能量回收装置设置在建筑物的顶部；如图1所示，所述能量回收组件包括：接闪杆1、8100个超高压电容器组成的超高压电容器组9、第一电流传感器3、第二电流传感器4、第一电闸5、第二电闸6、第三电闸7、逆变器10、变压器11、控制芯片；

8100个超高压电容器是通过串并混联的方式设置的，其中，以每90个超高压电容器为一组进行串联，得到90组串联电容器组，再将90组串联电容器组并联连接，得到超高压电容器组9，各个超高压电容器均安装在箱体内，箱体内具有多块绝缘横隔板和多块绝缘纵隔板，每个超高压电容器均单独设置在绝缘横隔板和绝缘纵隔板分割而成的区域内；接闪杆1连接有主导线2，主导线2与超高压电容器组9的第一引线相连；第一电闸5、第一电流传感器3均设置在主导线2上；超高压电容器组9的第一引线、第二引线均通过送电线12连接到逆变器10上，第二电闸6、第二电流传感器4均设置在送电线12上，逆变器10与变压器11相连接，变压器11的输出端与电网相连；在主导线2上还连接有避雷线8，避雷线8与主导线2的连接点位于接闪杆1和第一电闸5之间，避雷线8的另一端埋设在地下，避雷线8上还设置有第三电闸7；第一电流传感器3、第二电流传感器4、第一电闸5、第二电闸6、第三电闸7均与控制芯片相连接。

其工作原理为：在超高压电容器组未充电的状态下，第一电闸处于闭合状态，第二电闸、第三电闸处于断开状态，当雷电出现并且接闪杆捕捉到雷电时，雷电蕴含的正（负）电荷通过主导线和支导线被导入至超高压电容器组的一极中，并感应另一极产生负（正）电荷，正（负）电荷的移动产生电流，被第一电流传感器感应，第一电流传感器将信号发送给控制芯片，控制芯片断开第一电闸，并闭合第二电闸和第三电闸，超高压电容器组中的正负电荷移动产生直流电，逆变器将直流电变换成交流电，经过变压器变压送入电网，当电荷移动完毕后，电流不再产；第三电闸导通避雷线，在送电上网的过程中接闪杆捕捉的雷电将通过避雷线导入地下，当第二电流传感器不再感应到电流，控制芯片将闭合第一电闸同时断开第二电闸和第三电闸，继续捕捉雷电能源。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。