调节空气中二氧化碳浓度抑制温室效应的方法及其装置的制作方法

专利名称：调节空气中二氧化碳浓度抑制温室效应的方法及其装置的制作方法
调节空气中二氧化碳浓度抑制温室效应的方法及其装置本发明涉及一种在沙漠或干旱地区大面积种植植物，通过植物的 光合作用调节空气中二氧化碳浓度抑制温室效应的方法；本发明还涉 及一种光机电一体化自动控制保护装置。
背景技术：
随着空气中二氧化碳浓度增加，由此产生的"温室效应"也越来 越明显，日益严重地危害人类生存环境，会导致全球生态危机，引起 人们的高度重视。联合国政府间气候变化专门委员会IPCC发表的第四 次报告预测了如果这种趋势如果不能够得到有效抑制，人类将面临的严重恶果。 一份题为《应对气候挑战》，由ipcc负责人拉金德拉 帕 乔里担任科学顾问，英国公共政策研究所、美国发展中心和澳大利亚 研究所合作完成的报告中指出，在io年或更短时间内，持续升高的 全球气温就会达到临界点，这将引起大范围的旱灾、农作物歉收和水资源短缺等问题，报告惊呼全球生态灾难的降临已经进入倒计时， 会让生态系统遭到"可怕的打击"。近期联合国和各主要发达国家政 府之间以及企业之间召开了许多会议来协商这件事情，可以认为是人 类生存需要面临的主要而且紧迫的任务之一。一种抑制温室效应的方法是减少二氧化碳的排放量，《联合国气 候变化公约》unfccc和《京都协议》Kyoto Protocol以条约形式规 定了各成员国在减少二氧化碳等温室效应气体排放量之间应该承担 的义务。这中努力是人类良知的呼唤，在道义的压力下引起了各国政 府和企业界的高度重视。但是这种方法是一种以妨碍经济发展为代价 的方法，在具体实施中由于受到各成员国因妨碍发展经济等方面的顾 虑，协议具体实施中实施遇到阻碍，美国甚至一度退出。另一种更为积极的有效抑制温室效应的方法是增加吸收二氧化 碳等气体的渠道，是大气中二氧化碳浓度降低，达到抑制或从根本上 解决温室效应的目的。现有的吸收空气中的二氧化碳方法主要有人工树林方案这种方案在科学意义上该方案应称为"空中捕
获"。多年前，哥伦比亚大学教授克劳斯 兰克勒为其上中学的女儿 设想了一个科学实验题目制作一种空气过滤器，可以吸取空气中的 二氧化碳，然后将二氧化碳压縮成液体或压縮气体，便于运输。最近， 兰克勒对这一设想又进行了改进。他打算开发一个可从空气中吸取二 氧化碳的大型过滤器，使用一种化学反应可将二氧化碳从吸收材料中 分离出来，然后用特定工艺将二氧化碳转换成可处理的形式。这种空 气捕获装置需要大量能源，需要安装在200英尺高的塔顶上。兰克勒 设想在风力资源丰富的地方安装10万个这种装置，使用风能作为 能源。过滤器的大小类似普通电视机，每年可从空气中吸收25吨二 氧化碳。捕获到的二氧化碳被变成液态或气态，使用管道传输。但处 理这些二氧化碳困难，目前人们能够想到的方法是将其掩埋在地下， 如埋在老油井或深埋海底。这种方法在过滤器吸收二氧化碳能力方面 存在挑战，而且吸收后的二氧化碳很难保证不会重新溢出进入空气。 这种方法的另外一个缺点是吸收二氧化碳的装置很难保证能够将空 气中二氧化碳浓度控制在合理范围，有可能吸收了过量的二氧化碳， 妨碍了地球上植被的正常生长。格里多方案美国海洋学家马丁上世纪90年代提出的将大量铁 粉倾倒入海洋中，生成浮游生物，吸取空气中的二氧化碳。美国加州的普兰克塔斯公司已开始实施此计划。公司在太平洋倾倒了 50吨铁粉。铁可以助长浮游生物，而这种浮游生物将消耗大气中的二氧化碳。2001年，政府间气候变化小组曾在其报告中提到，这可能是应付二 氧化碳排放的一种方法，使人们对该方法提高了信任度。报告说，小 规模试验确实显示出有一定作用，浮游生物利用铁进行光合作用，从 空气中吸取温室气体，并且生长迅速，在海里形成了一层厚厚的可吸 收二氧化碳的海藻。但是，报告也警告大规模使用该方法可能带来海 水有机化破环海洋生态环境等不良生态后果。有科学家认为该方案可 能产生生态破坏余波。另外为防止全球平均气温升高提出的方法有遮阳伞方案2006年秋天，亚利桑那大学天文学家罗杰 安吉
尔提出了遮阳伞方案，设想发射一种类似飞碟状的航天器，它游历在 地球和太阳之间，像一把伞一样遮挡住阳光，减少太阳对地球的传热。 安吉尔认为，该方案所需技术如飞船技术、火箭技术及遮挡材料技术 均为成熟技术，可行性高。设想中的这些接近平面的圆盘航天器每个 重量小于30克，直径在0.9米左右，并带有3个起控制作用的小"耳 朵"。火箭每次发射约80万个小圆盘，总共需要16万亿个小圆盘， 也就是需要进行2000万次火箭发射。安吉尔预计需要2000万吨材料 来制作这些小圆盘，才可以形成设想中的太阳伞。该方案经费开支相 当惊人，预计30年内需要花费4万亿美元甚至更多。安吉尔认为， 把人送上火星的开支更大，但在该项目上投资却更有实际意义。该方 案没有减少空气中的二氧化碳，另外一个缺点是可能会导致减少地球 生态正常运转需要的太阳光，而且很难从根本上解决温室效应的问 题。人造火山方案该方案设想将大量的硫抛射到高空，人为在地球 和太阳之间设置遮挡物，减少太阳对地面的阳光直射，降低地面温度。 多年前，菲律宾皮纳图博火山爆发产生的火山灰遮挡了部分阳光，地球温度因此降低。 一些科学家包括诺贝尔奖获得者保罗 克鲁臣、核 冬天鼓吹者爱德华 泰勒等，提议用人工产生的相同效果来抵消全球 变暖产生的影响。美国国家大气研究中心的汤姆 魏格里认为，使用 喷气发动机、大炮或气球将硫带入空中，可以减少太阳照射产生的热 量，而仅增加了少量的硫污染。该中心科学家进行了计算机模拟，但 结果并不令人满意，因为需要每月向大气中注入数万吨硫。这种方法 没有减少空气中的二氧化碳，而且人为地在空气中增加了对人类生存 有害的物质，破坏人类生存环境。许多科学家认为，上述这些方案可能会带来负面影响。发明内容本发明提供一种为在沙漠及干旱中大面积种植植物提供保护，使 沙漠和干旱地区能够大面积种植植物，利用植物光合作用自动调节空 气中二氧化碳气体浓度，抑制温室效应的方法及其涉及的装置。
为实现本发明的目的，提供了一种装置，包括位于竖立的支撑体 上端用于固定滑轮的滚轴，滚轴通过轴承固定在支撑体上，位于支撑 体上端用于控制滚轴转动的电机及传动装置，滑轮和遮阳板之间用拉 绳相连接，拉绳通过小孔固定在遮阳板一端，相邻两块遮阳板之间通 过固定轴相联接，固定轴固定在支撑体上。所述的支撑体可以为钢筋 混凝土结构，也可以为水泥结构，或砖瓦结构，上端还可以安装风力 发电装置，充分利用沙漠地区丰富的风力能源，并减缓该地区的风速， 保护该装置；所述的支撑体与滚轴之间可以转动，连接它们之间的轴 承需要密封，防止风沙和雨水的侵蚀；所述的固定轴通过轴承与遮阳 板相联接，固定轴与遮阳板之间通过轴承可以转动，使相应的遮阳板 可以以固定轴为轴心转动，转动的角度最大可以达到180度，固定轴 固定在支撑体上，轴承需要密封以防止雨水和风沙的侵袭；所述的支 撑体上还可以安装可以自动伸縮的支杆，支杆的另一端通过紧固件固 定在遮阳板外侧的边缘上，支杆的伸縮可以协助拉绳的运动以帮助遮 阳板以固定轴为轴心转动；所述的滚轴可以由多个相邻的保护装置通 过一根刚性构件如不锈钢杆构成，这种一体化的滚轴以达到共同转动 的目的，滚轴也可以为各自独立不相关联的刚性构件，以便在需要保 护装置整体移走时方便装置整体搬移；滚轴和电机可以由传动装置如 齿轮或皮带等连接，也可以是多个相邻的保护装置通过一个电机和传 动装置来达到控制滚轴同步转动的目的，这些电机和传动装置需要密 封，防止风沙和雨水的侵蚀；所述的装置构成的系统还包括自动控制 装置，可以根据阳光强度和控制雨水等需要自动控制滚轴运动；所述 的支撑体上可以安装有攀登装置，便于维护人员攀登维修设备；所述 的遮阳板边端开有边槽，可以安装增透塑料板，增透塑料板通过边槽 穿过遮阳板的边端并通过紧固件固定在遮阳板上，用于保护其下面的 光电转换薄膜或者太阳能电池阵列，遮阳板中的刚性平板可以镀有光 电转换膜，也可以在上面安置太阳能电池阵列，膜或太阳能电池阵列 吸收阳光通过光电转换获得的的电通过导通线缆收集到电源收集装 置中，可以用于并网发电，遮阳板之间可以通过位于上面的有刚性耐
压的增透塑料板使遮阳板之间实现全部密封，构成有一定角度的沟 槽，这样做的好处是是遮阳保护系统在沙尘暴袭击时可以挡住沙尘， 有效地保护生长于下面的植物，同时在下雨时遮阳板之间形成沟槽， 可以起到收集并输送雨水的作用，使不需要的雨水能够输送到需要水 源的地方，这样做对沙漠缺水环境实现水源充分有效利用十分有利； 在所述的沙漠治理装置上利用太阳能光电转换技术，将沙漠中危害植 物生存、造成区域间较大温差引起强烈空气对流而产生沙尘暴等毁灭 性灾难的过量阳光转化为绿色能源电能，将有害能源转化为为人类造 福的绿色能源；所述的保护装置各保护装置的滚轴不共用时可以设计 为一体化结构，可以在需要时作为整体移动，也可以根据需要拆开， 移动需要移走的关键部件如遮阳板或遮阳板内的太阳能电池阵列，满 足使这些部件充分利用或维护这些部件的需要。本发明采用上述装置，可用于在沙漠或其他千旱、沙化的地区大 面积种植植物，为这些植物生长提供有效的保护。在需要治理的地区 带安装所述的沙漠中植物生长保护装置，可以在沙漠上空形成遮阳保 护层，按照要求阻挡阳光、减缓表面气流流动、减少沙漠表面昼夜温 差、减少沙漠表面水分蒸发、抑制沙尘暴的形成，在沙漠表面形成大 面积适合于植物生长、并适合于植物护理系统维修人员工作的区域， 在人工护理条件下大面积快速繁殖植物，逐步改变沙漠表面土质和气 候，达到根治这些地区的目的。这些用于构成保护层的平板上可以利 用现代先进的太阳能光电转换技术，将沙漠中危害植物生存、造成区 域间较大温差引起强烈空气对流而产生沙尘暴等毁灭性灾难的过量 阳光转化为绿色能源电能，实现并网发电，将有害能源转化为为人类 造福的绿色能源。这种方法的特点是运用现代先进光机电技术，与现 代生物工程技术相结合，在沙漠上建立一套保护系统，保护系统可以 在沙漠表面形成大面积适合于植物生长发育的环境，实现植物生态系 统繁衍，达到从根本上治理沙漠的目的，保护系统可以长期存在，直 到培育出的植物能够自身繁衍。达到所保护的植物实现自身繁衍后， 保护装置整体或其中的遮阳板等关键部件可以移走，重复利用。植物
生长需要的土壤也可以由外地移植，同时长期生长的植物的落叶等也 可以使沙等变成肥沃的土壤。本发明包括位于沙漠上方的主要功能为遮挡阳光的遮阳保护系 统和位于沙漠表面的以植物为主体的生态系统两个组成部分。其相互 配合可以达到根治沙漠，调节空气中二氧化碳浓度抑制温室效应的目 的。这种保护装置还可以用于容易发水灾的地方，在水灾区地表上空 形成雨水收集保护层，防止水灾的发生，所收集的雨水可以通过沟槽 输送到缺水地区如沙漠中，达到防止干旱或为沙漠及干旱地区大规模 种植植物提供紧缺的水源，同时将这些地区对植物生长有害的过量的 阳光转化为电能，变害为宝，并增加当地植物有效光合作用时间，促 进当地植被生长，还可以为工作在烈日之下的工作人员提供遮风挡雨 的地方，起到改善当地居住环境的作用。在沙漠干旱地区恶劣的气候环境中，植物在缺乏护理的条件下大 面积成活十分困难。本发明的重要特点在于采用现代先进的光机电自 动控制技术和现代生物工程技术，在沙漠上空预先建立一种保护系 统，使沙漠表面形成有利于植物生长发育的环境，能够大面积种植植 物，使植物在人工护理的情况下生长发育繁衍，改善沙漠土质、地理 环境和气候，甚至还可以使处以保护系统下的地区适合于工作人员生 活，以便照料生态系统中的植物，并对保护系统进行经常性维修，达 到从根本上治理沙漠的目的。具有环境有好性的植物的光合作用能够有效吸收二氧化碳能气体，将其转化为有益于人类生活需要的氧气和纤维素、维生素等有益 物质。植物的光合作用效率与空气中二氧化碳浓度有关，空气中二氧 化碳浓度过低，光合作用的效率也会降低。人类长期与植物共同生活 在这个生物圈之中，相互之间适宜生存的大气环境基本相同，因此本 方法能够将空气中二氧化碳浓度控制在适合于人类生存的范围，不会 造i^空气中二氧化碳浓度过低导致生态平衡破坏的新问题。植物还能 够吸收空气中二氧化硫、二氧化氮等造成"酸雨"的有害气体，清洁 空气。地球上有面积广大的沙漠和干旱地区，在这些地区大面积种植
植物，可以有效抑制空气中二氧化碳浓度增加，调节大气平衡，从根 本上防止温室效应的发生。这种预防温室效应方法具有不会产生生态 负面效应，安全可靠的特点，而且易于观察成效。
本发明首先建立了一个调节沙漠表面阳光幅照的保护层，以营造 一个适合于植物生长的环境。遮阳系统保护层包括由刚性平板构成的 遮阳平板面以及立于沙漠的刚性支撑体。这些大面积建立的位于沙漠 上方的遮阳平板面间的间距可以通过控制系统根据需要进行调节，根 据间距大小确定穿过保护层的阳光量，从而达到调节沙漠表面阳光幅 照强度的目的。这些保护平板层在沙尘暴发生时能够完全闭合，达到 保护生长与其下方的植物生长系统的目的。
这种保护曾还能够达到减缓沙漠地表面和植物叶面水分蒸发的目的，在下雨或者深夜有露水 时，保护层能够收縮，使雨水或露水能够到达植物生长的地面或生长 中的植物上，这些对植物的健康生长，减少对人工浇水的依赖是十分 有用的，特别是在沙漠水贵于油的环境下更为显得必要。大量有间距规则排列的平板保护层支撑体构成的系统，能够减缓 沙漠表面的空气流动，对抑制沙尘暴的形成有益。构成保护层的遮阳板和支撑体的材质在考虑沙漠侵蚀的同时，也 要考虑制造太阳能多晶膜或太阳能电池阵列和传递电能的导电需要。 遮阳板还需要考虑被雨水或沙尘覆盖时保护太阳能多晶膜或太阳能 电池阵列的需要。遮阳板结构要考虑调节板间间距以及下雨或露水时 收縮平板的需要。阳光是地球能源之源，沙漠广大地区丰富的阳光资源在为害植物 的同时，也是潜在的绿色清洁能源。在保护平板层上镀上一层高效的 多晶硅光电转换膜或安装太阳能电池阵列，可以在保护下方植物的同 时，获得大量的电能，这对减缓国家能源紧张，减少石油、煤炭等石 化能源对环境的污染十分有意义。同吋多晶硅膜层或太阳能电池阵列 可以吸收太阳光，抑制太阳光直接直射到遮阳板的刚性平板支撑体上 产生高温带来的副作用。这样大规模的工程也能够使该地成为旅游热点，由此可能产生的
良好生态效应也可以赢得社会的人道资助，这些都可以减缓对实施这 样伟大工程的巨大投资的顾虑。生态系统包括能够在遮阳系统覆盖下的植物及保养这些植物的 设施和水源，还包括维护和管理遮阳系统的设施。植物生长需要的土 壤也可以由外地移植，同时长期生长的植物的落叶等也可以使沙等变 成肥沃的土壤。沙漠和干旱对植物生存主要危害除了缺乏养分外，恶劣的气候环 境是为害植物的重要原因，其主要表现在沙漠中的过强的阳光、昼夜 极大的温差以及沙尘暴。其中暴晒的太阳是这些危害的主要原因。强 烈无遮拦的太阳光和沙子差的热容量导致昼夜极大的温差、对植物有 害的过强阳光幅照以及由此带来的干旱环境；引起沙尘暴的飓风的重 要来源之一也是强烈的阳光幅照，阳光在同一时间对沙漠不同地区的 幅照强度不同，引起地区间的温差，造成沙漠表面强烈的空气对流， 在沙漠表面缺乏障碍物的条件下，这些强烈对流容易形成飓风，引起 沙尘暴。因此，如果能够人工调节沙漠上方的阳光幅照情况，使其按 照要求而不是目前不受控制的条件下进行温和幅照，将能够带来适合 于植物生长的阳光幅照强度的同时，减少沙漠昼夜温差，抑制沙漠表 面空气对流，减少沙尘暴的发生，为植物生长营造一个较好的环境， 结合目前发展的许多植物种植技术，就可以在沙漠上种植植物，达到 根治沙漠目的。利用上述保护装置，在沙漠上大面积种植植物，可以有效调节空 气中二氧化碳浓度，从根本上防止温室效应的发生。本发明还可以用于水灾地区，在这些地区的上空收集并输送形成 水灾的雨水到需要雨水的干旱地区，达到调节水源，促进当地植被生 长和改善生活环境，预防水灾和旱灾的目的。植物的光合作用效率随 空气中二氧化碳浓度变化而变化，大规模的光合作用能够将空气中二 氧化碳浓度调节到适合于人类生存的水平，在占有地球大面积陆地资 源的沙漠和干旱地区种植植物可以显著增加植物数量达到增加对二 氧化碳能温室气体的调控能力，使吸收二氧化碳和释放二氧化碳的量
在合理范围内重新达到平衡，有效抑制温室效应，而且这样做的产物 为对人类有益的氧气、木材、粮食、鲜花和水果等，将万里沙漠变为 万倾粮田，是一种安全可靠行之有效并有益与子生后代的方法。本发明的目的，特征及优点将结合实施例，参照附图作进一步的 说明。


图1是本发明的结构示意图；图中l为滑轮，2为滚轴，3为拉绳，4为电机，5为支撑体， 6为固定轴，7为边槽，8为遮阳板，9为孔，IO为增透塑料板，11 为攀登装置，12为生长中的植物，13为护理维修人员。
具体实施方式
参照上图，提供下述实施例。通过实施例将有助于理解本发明， 但不限制本发明的内容。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内 容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。实施例这种种沙漠中植物生长保护装置，包括位于竖立的支撑体5上端用于固定滑轮1的滚轴2，滚轴2通过轴承固定在支撑体5 上，位于支撑体5上端用于控制滚轴2转动的电机4，滑轮l和遮阳 板8之间用拉绳3相连接，拉绳3通过小孔9固定在遮阳板8 —端， 遮阳板8的边端开有边槽7，两块遮阳板8之间通过轴承与固定轴6 相联接，固定轴6与遮阳板之间通过轴承可以转动，使相应的遮阳板 可以以固定轴为轴心转动，轴承需要密闭以防止风沙和雨水的侵袭。 支撑体5上还可以安装可以伸縮的支杆，支杆的另一端通过紧固件固 定在遮阳板外侧的边缘上，支杆的伸縮可以协助拉绳的运动以帮助遮 阳板以固定轴6为轴心运动。支撑体5可以为钢筋混凝土结构，也可以为水泥结构，或砖瓦结 构，上端还可以安装风力发电装置，充分利用沙漠地区丰富的风力能 源，并减缓该地区的风速，保护该装置；支撑体5与滚轴2之间以可 以通过轴承发生相对转动，连接它们之间的轴承需要密封，防止风沙 和雨水的侵蚀。相邻的两块遮阳板8通过轴承与固定轴6相联接，遮 阳板8与固定轴6之间可以在轴承的作用下转动，使相应的遮阳板8 可以以固定轴6为轴心转动，转动的角度最大可以达到180度，固定 轴6固定在支撑体上，轴承需要密封，以达到预防雨水和风沙侵袭的 目的。支撑体5上可以安装有攀登装置11，便于维护人员13攀登维 修设备。滚轴2可以由多个相邻的保护装置通过一根刚性构件如不锈 钢杆构成，以达到共同转动的目的，也可以是分立的结构，以便使单 个装置成一体化结构，方便整体搬移；滚轴2和电机4可以由传动装 置如齿轮或皮带等连接，也可以是多个相邻的保护装置通过一个电机 4和传动装置来达到控制滚轴2转动的目的，这些电机和传动装置需 要密封，防止风沙和雨水的侵蚀；所述的装置还包括自动控制装置， 可以根据阳光强度和控制雨水等需要自动控制滚轴2运动。遮阳板8上安装增透塑料板10，透塑料板通过边槽7穿过遮阳 板8的边端并通过紧固件固定在遮阳板上，用于保护其下面的光电转 换薄膜或者太阳能电池阵列，遮阳板8中的刚性平板可以为镀有光电 转换膜的刚性平板，也可以是由刚性平板及其上面安置太阳能电池阵 列和太阳能电池共同组成，膜或太阳能电池阵列吸收阳光通过光电 转换获得的电通过导通线缆收集到电能源收集装置中，可以用于并网 发电，遮阳板8之间可以由位于上面的穿过遮阳板边端面积稍微大于 遮阳板的刚性平板支承体的增透塑料板10按照要求实现相邻行间遮 阳板密封，由于两块遮阳板的宽度之和大于遮阳板间的行间距，密封 时遮阳板之间构成有角度的沟槽，这样做的好处是遮阳保护系统在沙 尘暴袭击时可以挡住沙尘，有效地保护生长于下面的植物，同时在下 雨时遮阳板之间形成沟槽，可以起到收集并输送雨水的作用，使不需 要的雨水能够顺利地输送到需要水源的地方，这样做对沙漠缺水环境 实现水源充分有效利用十分有利。上述装置上利用太阳能光电转换技术，将沙漠中危害植物生存、
造成区域间较大温差引起强烈空气对流而产生沙尘暴等毁灭性灾难 的过量阳光转化为绿色能源电能，将有害能源转化为为人类造福的绿 色能源。这种保护装置还可以用于容易发水灾的地方，在水灾区地表上空 形成雨水收集保护层，防止水灾的发生，所收集的雨水可以通过沟槽 输送到缺水地区如沙漠或缺水城市的供水系统中，达到防止干旱或为 沙漠及干旱地区大规模种植植物提供紧缺的水源，同时将这些地区对 植物生长有害的过量的阳光转化为电能，变害为宝，并增加当地植物 有效光合作用时间，促进当地植被生长，还可以改善当地居住环境， 为工作在烈日之下的工作人员提供遮风挡雨的地方。这种能够同时预 防水灾和旱灾的结构很偶然地符合"物极必反"的道理，使水灾和旱 灾两种截然相反的自然灾害通过同种装置得到治理，很有趣。本装置 大面积使用于江南或两淮多水灾地区以及北方干旱地区，可以取代南 水北调工程的同时，还可以抑制这些多水灾地区水灾的发生，并保护这些地区的生态环境；用于沿海地区可以取代海水淡化工程，并将海 平面上大量的无用降雨输送到水源紧缺地区。这些收集的雨水水质很 好，基本无污染，对人类生活十分有益。这种使用法也许对一些地区 如沙特阿拉伯地区十分有用。上述的保护装置在各保护装置的滚轴分立不共用时可以设计为 一体化结构，可以在需要时作为整体移动，也可以根据需要拆开，移动需要移走的关键部件如遮阳板8或遮阳板内的太阳能电池阵列，达到实现这些部件充分利用或维护这些部件的目的。这种沙漠或干旱地区大面积种植植物的方法，釆用上述的装置， 可以用于治理沙漠地区或其他干旱、沙化的地区。在需要治理的地区 带间隔的安装所述的沙漠治理装置，阻挡阳光及减缓表面气流流动， 在沙漠治理装置组建的环境下种抗旱植植物。支撑体高度为位于沙漠表面平均高度8米。支撑体列间距为10米，行间距为4米。钢筋混 凝土支撑柱下部直径为直径为0.7米，以保证支撑体有足够的强度。 构成遮阳板的不锈钢平板长10米，宽2.5米，增透塑料板板长10.7
米，宽2.5米。位于竖立的支撑体上端用于固定滑轮的滚轴通过轴承固定在支 撑体上，支撑体上端还可以安装用于控制滚轴转动的电机及齿轮传动 装置，为了防止风沙和雨水侵袭，这些轴承、电机和齿轮传动装置需 要密封，滚轴可以由多个相邻的保护装置通过一根刚性构件如不锈钢 杆构成，以达到共同转动的目的，也可以为各自分立不相关联的刚性 构件，以便使保护装置一体化，在需要时方便保护装置整体搬移。滑 轮和遮阳板之间用拉绳相连接，拉绳通过小孔固定在遮阳板一端，遮 阳板的边端开有边槽，两块遮阳板之间通过轴承与固定轴相联接，并 通过轴承与固定轴发生相对转动，固定轴固定在支撑体上，这里的轴 承也需要密封获得保护。支撑体上端还可以安装风力发电装置，充分 利用沙漠地区丰富的风力能源，并减缓该地区的风速，保护该装置。 本装置构成的系统还包括自动控制装置，其中的光强度检测器可以自 动检测到达植物的阳光的光强，并将数据传送到控制中心的计算机 上，计算机根据光强判断是否需要开起电机调节遮阳板的角度以控制 遮阳板之间的间距，达到调节穿过遮阳板到达植被上的阳光强度的目 的。遮阳板安装增透塑料板，增透塑料板通过边槽穿过遮阳板的边端 并通过紧固件固定在遮阳板上，用于保护其下面的光电转换薄膜或者 太阳能电池阵列并使遮阳板在需要时行间遮阳板实现密封达到阻挡沙尘或收集并输送雨水的目的；遮阳板中的刚性平板可以为镀有光电 转换膜的刚性平板，也可以是由刚性平板及其上面安置太阳能电池阵 列和太阳能电池共同组成，膜或太阳能电池阵列吸收阳光通过光电 转换获得的的电通过导通线缆收集到电能源收集装置中，可以用于并 网发电；遮阳板之间可以通过位于上面的有刚性耐压的增透塑料板使 遮阳板之间实现全部密封，构成有一定角度的沟槽，这样做的好处是 是遮阳保护系统在沙尘暴袭击时可以挡住沙尘，有效地保护生长于下 面的植物，同时在下雨时遮阳板之间形成沟槽，可以起到输送雨水的 作用，使不需要的雨水能够顺利地输送到需要水源的地方，这样做对 沙漠缺水环境实现水源充分有效利用十分有利。
例如当夏天中午植被上的光强超过10,000勒克斯时，计算机系统认为光强过强，不利于植物的光合作用，通过自控系统开起电机使 滚轴转动，带动滚轴上的滑轮转动，使拉绳收縮，遮阳板一边抬起， 各遮阳板之间的间距减少，阻挡适量的阳光，减少生长于其下的植物上的光强到10,000勒克斯以内，电机停止转动，滚轴停止转动，滑轮被在沿两个相反方向的拉绳相近似的拉力以及停止转动的滚轴的作用下获得平衡，遮阳板静止在当前位置；当早晨或下午植物上的光 照强度不足3000勒克斯时，计算机判断该地区植物生长的光强不 足，开动电机转动，使滚轴带动拉绳运动，当下方的植物高度较高时 遮阳板转动可以是向上转，共用同一根滚轴的两块遮阳板之间呈V 形，使遮阳板之间的间距增大，增加到达生长植物上的阳光强度的目 的，同时不影响下方的植物，如果遮阳板向下转动不会影响植物正常 生长时，遮阳板也可以向下转动，两块遮阳板之间构成合适的A形， 增加遮阳板之间的间距，使植物获得合适的光照强度以利于光合作用 的进行，这些运动可以由安装在支撑体上的可以在控制装置控制下自 由伸縮的支杆伸縮协助完成。当沙尘暴来临或下雨需要收集雨水时， 遮阳板可以以固定轴为轴心转动到合适位置，共用滚轴的相邻两块遮 阳板成A形，两行遮阳板之间呈V形密封，挡住沙尘或收集雨水并输 送到需要的地方。因此本装置可以根据阳光强度和控制雨水等需要自 动控制滚轴运动。支撑体上可以安装有攀登装置，便于维护人员攀登维修设备。本 装置利用太阳能光电转换技术，将危害植物生存、造成区域间较大温 差引起强烈空气对流而产生沙尘暴等毁灭性灾难的过量阳光转化为 为人类造福的绿色能源电能；各保护装置的滚轴不共用时可以设计为 一体化结构，可以在需要时作为整体移动，也可以根据需要拆开，移 动需要移走的关键部件如遮阳板或遮阳板内的太阳能电池阵列，使这 些部件充分利用或维护这些部件。本实施例采用遮阳板8在沙漠上空形成大面积遮阳覆盖保护区， 阻挡部分直接照射沙漠的阳光并减缓沙漠表面气流的流动，调节沙漠表面温度并降低沙漠表面的阳光照射强度，使沙漠表面的气温适合于 植物生长的同时，能够有适合植物生长的阳光强度；遮阳保护系统还 可以阻挡沙尘暴等对植物有致命伤害的强流风沙，保护生长于遮阳系 统下的植物性生态系统。在遮阳系统保护下培育生态系统，达到根治 沙漠的目的。遮阳板8上表面可以镀上用于将阳光转化为电的膜，这种膜可以 是光电转化效率较高的多晶硅膜，为了在沙漠中长期使用，膜上应该 有遮挡阳光、沙和水的透光保护膜，也可以安装太阳能电池阵列，提 高光电转换的效率，安装太阳能高能电池的另外一个好处是当电池光 电转换效率降低时可以方便拆卸更换。固定轴上还可以安装吸尘器， 吸掉遮阳板表面的增透所料板上的灰尘以增加太阳能电池吸收阳光 的效率，从经济方面考虑，清洗增透所料板上的灰尘的任务也可以由 人工完成。
权利要求
1、调节空气中二氧化碳浓度抑制温室效应的装置，其特征在于该装置包括位于竖立的支撑体(5)上端用于固定滑轮(1)的滚轴(2)，滚轴(2)通过轴承固定在支撑体(5)上，位于支撑体(5)上端用于控制滚轴(2)转动的电机(4)，滑轮(1)和遮阳板(8)之间用拉绳(3)相连接，拉绳(3)通过小孔(9)固定在遮阳板(8)一端，遮阳板(8)的边端开有边槽(7)，两块相邻的遮阳板(8)通过轴承与固定轴(6)相联接，固定轴固定在支撑体(5)上。
2、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的支撑体(5)为 钢筋混凝土结构，或水泥结构，或砖瓦结构；上端安装风力发电装置，充 分利用沙漠地区丰富的风力能源，并减缓该地区的风速，保护该装置；所 述的支撑体(5)与滚轴(2)之间有独立的转动相对运动连接，连接处的 轴承需要密封，防止风沙和雨水的侵蚀；所述的固定轴(6)通过轴承与遮 阳板之间相对转动，使相应的遮阳板(8)可以以固定轴(6)为轴心转动， 转动的角度最大可以达到180度，固定轴(6)固定在支撑体(5)上，这 些轴承也需要密封以防止风沙和雨水的侵袭；所述的支撑体(5)上安装有 能自动伸縮的支杆，支杆另一端通过紧固件固定在遮阳板外侧边缘上，支 杆的伸縮能协助拉伸的运动以帮助遮阳板以固定轴(6)为轴心转动。
3、 根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述的滚轴(2) 由多个相邻的保护装置通过一根刚性构件如不锈钢杆构成，以达到共同转 动的目的；或由分立不相关联的刚性构件组成，以便在需要整体移走时方 便保护装置整体搬移；滚轴(2)和电机(4)通过传动装置连接；当滚轴(2)是由多个保护装置共用一根刚性构件构成时，滚轴(2)是多个相邻 的保护装置共用一个电机(4)和传动装置来达到控制滚轴(2)转动的目 的，这些电机和传动装置需要密封，防止风沙和雨水的侵蚀；所述的装置 还包括自动控制装置，可以根据阳光强度和控制雨水等需要自动控制滚轴(2)运动。
4、 根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述的支撑体(5) 上可以安装有攀登装置(11)，便于维护人员(13)攀登维修设备。
5、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的遮阳板(8)安 装有增透塑料板(10)，增透塑料板通过边槽(7)穿过遮阳板(8)的边端 并通过紧固件固定在遮阳板上，用于保护其下面的光电转换薄膜或者太阳能电池阵列；遮阳板(8)中的刚性平板为镀有光电转换膜的刚性平板，或 是由刚性平板及其上面安置太阳能电池阵列和太阳能电池共同组成，膜或 太阳能电池阵列吸收阳光通过光电转换获得的的电通过导通线缆收集到电 能源收集装置中，用于并网发电。
6、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于遮阳板(8)之间可以由位于上面的增透塑料板(10)使遮阳板之间按照要求实现密封，构成有 角度的沟槽，使遮阳保护系统在沙尘暴袭击时可以挡住沙尘，有效地保护 生长于下面的植物，同时在下雨时遮阳板之间形成沟槽，可以起到收集并 输送雨水的作用，使不需要的雨水能够顺利地输送到需要水源的地方，在 沙漠缺水环境实现水源充分有效利用。
7、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于在所述的遮阳板(8)上安装太阳能光电转换设备，将沙漠中危害植物生存、造成区域间较大温 差引起强烈空气对流而产生沙尘暴等毁灭性灾难的过量阳光转化为绿色能 源电能，将有害能源转化为为人类造福的绿色能源。
8、 根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述的滚轴设计为一体化结构，可以在需要时作为整体移动，也可以根据需要拆开，移动需要移走的关键部件如遮阳板(8)或遮阳板内的太阳能电池阵列，达到实现这些部件充分利用或维护这些部件的目的。
9、 调节空气中二氧化碳浓度抑制温室效应的方法，其特征在于采用上述权利要求中的装置，用于大面积根治沙漠地区或其他干旱、沙化的地区，在需要治理的地区带安装所述的沙漠治理装置；这些装置在沙漠上空形成遮阳保护层，阻挡阳光、减缓表面气流流动、抑制沙尘暴的形成、减 少沙漠表面昼夜温差、减少沙漠表面水分蒸发，在沙漠表面形成大面积适合于植物生长、并适合于植物护理及系统维护人员(13)工作的区域；在 人工护理条件下大面积快速繁殖植物(12)，逐步改变沙漠表面土质和气候； 保护系统可以长期存在，直到培育出的植物(12)能够自身繁衍，达到所 保护的植物(12)实现自身繁衍后，移走所述的沙漠治理装置，换地方重 复利用，达到根治沙漠的目的；植物生长需要的土壤也可以由外地移植， 同时长期生长的植物的落叶等也可以使沙等变成肥沃的土壤；在通过沙漠 或干旱地区中大量种植植物，实现在大面积沙漠或干旱地区中种植植物， 极大地提高地球上绿色植物覆盖面积，通过植物光合作用大量吸收空气中 产生"温室效应"的主要成分二氧化碳，达到抑制全球平均气温升高的效 果。
10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于将权利要求2所述的 保护装置安装于容易发水灾的地方，在水灾区地表上空形成雨水收集保护 层，防止水灾的发生，所收集的雨水可以通过沟槽输送到缺水地区如沙漠 中，达到防止干旱或为沙漠及干旱地区大规模种植植物提供紧缺的水源， 同时将这些地区对植物生长有害的过量的阳光转化为电能，变害为宝，并 增加当地植物有效光合作用时间，促进当地植被生长，还可以改善当地居 住环境，为工作在烈日之下的工作人员提供遮风挡雨的地方。
全文摘要
本发明涉及一种在沙漠或干旱地区大面积种植植物，通过植物的光合作用调节空气中二氧化碳浓度抑制温室效应的方法；本发明还涉及一种光机电一体化自动控制保护装置。本发明装置包括位于沙漠上方的主要功能为遮挡阳光的遮阳保护系统和位于沙漠表面的以植物为主体的生态系统两个组成部分。其相互配合可以达到根治沙漠，调节空气中二氧化碳浓度抑制温室效应的目的。
文档编号E04H12/00GK101116410SQ20071013872
公开日2008年2月6日 申请日期2007年7月23日 优先权日2006年12月22日
发明者万尤宝 申请人:万尤宝