[發明專利]一種以太陽能發電儲能為能量來源的低能耗風扇系統

在審

• 申請號: 201810147784.9
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108533514A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 張剛;王德利;吉常貞;朱智瑜;陳家琪;王偉瑩;王詠;王肇鈞;趙巧靖
• 申請（專利權）人: 東北師范大學
• 主分類號: F04D25/08
• 分類號: F04D25/08;F04D25/16;E03B3/28;H02J7/35;F21S9/03;F21V23/04;F21V33/00;F21W131/10;F21Y115/10
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本發明提出一種以太陽能發電儲能為能量來源的低能耗風扇系統。涉及環境科學、環境工程、環保技術領域。太陽能板下面的可調金屬桿上依次設有遮擋板、充電電池和多組風扇，遮擋板上設有LED燈和光敏開關，可調金屬桿尾部設有金屬抓地爪。本發明具有如下有益效果：該低能耗風扇系統通過主動鼓風驅動，使得草場近地面局部空氣形成垂直氣流，形成微型沙塵暴，微小沙塵揚起，長時間內懸浮于空氣中，從而增加空氣中水汽凝結核的數量，利于凝結水分，使得水汽更有效率的凝并變大，并快速而多量地進入草地生態系統，提高草地土壤水分含量，利于草地植物生長，以太陽能發電儲能的電池作為能量來源，不會產生二氧化碳等溫室氣體。

技術領域：

本發明涉及環境科學、環境工程、環保技術領域，具體地說是一種以太陽能發電儲能為能量來源的低能耗風扇系統。

背景技術：

草地生態系統是陸地自然生態系統的重要組成部分，大部分地段作為天然放牧場，草地生態系統不僅是地表陸地生態系統的主要類型，還是人類重要的畜牧業基地，對維系生態系統穩定、促進地區經濟發展、建設生態文明型社會具有重要意義和價值；

草地生態系統具有防風、固沙、保土、調節氣候、凈化空氣、涵養水源等不可替代的生態功能；

近些年來隨著人們的過度放牧以及不合理的管理草場，使得草場退化問題愈趨嚴重，具體表現為草地生態系統的生物量(主要是牧草等)趨于下降，呈現土壤退化、荒漠化、鹽堿化等問題；

另外，自然環境因子的對草地的限制作用也很明顯，如水分就是草地生態系統的限制因子，也就是說，水分與熱量的組合狀況是影響草場分布的決定因素；

在草地生態系統中，空氣中的水分經過凝結后(露水、霜等)回饋到草地生態系統當中，即吸附于植物莖葉等表面以及吸附于草叢下裸土，從而明顯提高土壤水分含量，該部分水分能夠被草利用，促進植物生長，實現草地生物量明顯增加目標，

白天時，由于氣溫較高，大氣中水的飽和蒸氣壓值較大，草地中水分以蒸發、散發的形式散逸到空氣中，空氣相對濕度較低；而夜間，氣溫則明顯下降，大氣中水的飽和蒸氣壓值也隨之降低，即空氣中相對濕度明顯提高，并趨于飽和，水分易于凝結析出并吸附于地表，以液態水形式返回地面，進入草地生態系統；

利于空氣水分析出的條件(也是氣象上成云致雨的條件)，一方面需要有充足的水汽含量作為基礎，另外一方面，還需要有大量的凝結核作為誘因；

草地生態系統中，由于太陽輻射、植物蒸騰等蒸散發過程相對穩定，導致近地面空氣中水汽含量是相對穩定的，那么提升近地面空氣中凝結核的數量，而創造利于水汽析出的條件，則是促進空氣中水分凝結析出的重要方法；

草地生態系統中的土壤揚塵是空氣中顆粒物的重要來源，可以促進揚塵過程，尤其是提升空氣中細顆粒物的單位體積的質量濃度，來明顯提高空氣中凝結核數量，促進水汽凝結析出，并更易于形成小水滴(小云滴)，進而小水滴凝并成大水滴，水以液態形式返回地表。

現擬設計一種以太陽能為能量來源(白天充電儲能)的低壓風扇鼓風揚塵系統(夜晚向地表鼓風揚塵)，通過電池儲能驅動低能耗(低壓直流)風扇系統在垂向上向地表鼓風，產生推動力，使得草地土壤中的粉塵微粒(尤其是粒徑微小的細顆粒物，如PM10等粒徑在10微米以下的顆粒物)被揚起并懸浮在近地表空氣中，因細顆粒物可以較長時間漂浮在空氣中而不發生明顯沉降，故明顯增加草場近地面的凝結核數量。空氣中明顯增多的細顆粒物，耦合隨氣溫下降而趨于飽和的水汽，一方面，利于水汽依附凝并成小水滴，另一方面，攪動所致近地面渦流也增加顆粒物、水滴等凝并成更大顆粒物，并沉降返回地表，達到促進空氣之中水分轉移到草地生態系統中的目標。