專利名稱：調節空氣中二氧化碳濃度抑制溫室效應的方法及其裝置的制作方法
調節空氣中二氧化碳濃度抑制溫室效應的方法及其裝置本發明涉及一種在沙漠或干旱地區大面積種植植物，通過植物的 光合作用調節空氣中二氧化碳濃度抑制溫室效應的方法；本發明還涉 及一種光機電一體化自動控制保護裝置。
背景技術：
隨著空氣中二氧化碳濃度增加，由此產生的"溫室效應"也越來 越明顯，日益嚴重地危害人類生存環境，會導致全球生態危機，引起 人們的高度重視。聯合國政府間氣候變化專門委員會IPCC發表的第四 次報告預測了如果這種趨勢如果不能夠得到有效抑制，人類將面臨的嚴重惡果。 一份題為《應對氣候挑戰》，由ipcc負責人拉金德拉 帕 喬里擔任科學顧問，英國公共政策研究所、美國發展中心和澳大利亞 研究所合作完成的報告中指出，在io年或更短時間內，持續升高的 全球氣溫就會達到臨界點，這將引起大范圍的旱災、農作物歉收和水資源短缺等問題，報告驚呼全球生態災難的降臨已經進入倒計時， 會讓生態系統遭到"可怕的打擊"。近期聯合國和各主要發達國家政 府之間以及企業之間召開了許多會議來協商這件事情，可以認為是人 類生存需要面臨的主要而且緊迫的任務之一。一種抑制溫室效應的方法是減少二氧化碳的排放量，《聯合國氣 候變化公約》unfccc和《京都協議》Kyoto Protocol以條約形式規 定了各成員國在減少二氧化碳等溫室效應氣體排放量之間應該承擔 的義務。這中努力是人類良知的呼喚，在道義的壓力下引起了各國政 府和企業界的高度重視。但是這種方法是一種以妨礙經濟發展為代價 的方法，在具體實施中由于受到各成員國因妨礙發展經濟等方面的顧 慮，協議具體實施中實施遇到阻礙，美國甚至一度退出。另一種更為積極的有效抑制溫室效應的方法是增加吸收二氧化 碳等氣體的渠道，是大氣中二氧化碳濃度降低，達到抑制或從根本上 解決溫室效應的目的。現有的吸收空氣中的二氧化碳方法主要有人工樹林方案這種方案在科學意義上該方案應稱為"空中捕
獲"。多年前，哥倫比亞大學教授克勞斯 蘭克勒為其上中學的女兒 設想了一個科學實驗題目制作一種空氣過濾器，可以吸取空氣中的 二氧化碳，然后將二氧化碳壓縮成液體或壓縮氣體，便于運輸。最近， 蘭克勒對這一設想又進行了改進。他打算開發一個可從空氣中吸取二 氧化碳的大型過濾器，使用一種化學反應可將二氧化碳從吸收材料中 分離出來，然后用特定工藝將二氧化碳轉換成可處理的形式。這種空 氣捕獲裝置需要大量能源，需要安裝在200英尺高的塔頂上。蘭克勒 設想在風力資源豐富的地方安裝10萬個這種裝置，使用風能作為 能源。過濾器的大小類似普通電視機，每年可從空氣中吸收25噸二 氧化碳。捕獲到的二氧化碳被變成液態或氣態，使用管道傳輸。但處 理這些二氧化碳困難，目前人們能夠想到的方法是將其掩埋在地下， 如埋在老油井或深埋海底。這種方法在過濾器吸收二氧化碳能力方面 存在挑戰，而且吸收后的二氧化碳很難保證不會重新溢出進入空氣。 這種方法的另外一個缺點是吸收二氧化碳的裝置很難保證能夠將空 氣中二氧化碳濃度控制在合理范圍，有可能吸收了過量的二氧化碳， 妨礙了地球上植被的正常生長。格里多方案美國海洋學家馬丁上世紀90年代提出的將大量鐵 粉傾倒入海洋中，生成浮游生物，吸取空氣中的二氧化碳。美國加州的普蘭克塔斯公司已開始實施此計劃。公司在太平洋傾倒了 50噸鐵粉。鐵可以助長浮游生物，而這種浮游生物將消耗大氣中的二氧化碳。2001年，政府間氣候變化小組曾在其報告中提到，這可能是應付二 氧化碳排放的一種方法，使人們對該方法提高了信任度。報告說，小 規模試驗確實顯示出有一定作用，浮游生物利用鐵進行光合作用，從 空氣中吸取溫室氣體，并且生長迅速，在海里形成了一層厚厚的可吸 收二氧化碳的海藻。但是，報告也警告大規模使用該方法可能帶來海 水有機化破環海洋生態環境等不良生態后果。有科學家認為該方案可 能產生生態破壞余波。另外為防止全球平均氣溫升高提出的方法有遮陽傘方案2006年秋天，亞利桑那大學天文學家羅杰 安吉
爾提出了遮陽傘方案，設想發射一種類似飛碟狀的航天器，它游歷在 地球和太陽之間，像一把傘一樣遮擋住陽光，減少太陽對地球的傳熱。 安吉爾認為，該方案所需技術如飛船技術、火箭技術及遮擋材料技術 均為成熟技術，可行性高。設想中的這些接近平面的圓盤航天器每個 重量小于30克，直徑在0.9米左右，并帶有3個起控制作用的小"耳 朵"。火箭每次發射約80萬個小圓盤，總共需要16萬億個小圓盤， 也就是需要進行2000萬次火箭發射。安吉爾預計需要2000萬噸材料 來制作這些小圓盤，才可以形成設想中的太陽傘。該方案經費開支相 當驚人，預計30年內需要花費4萬億美元甚至更多。安吉爾認為， 把人送上火星的開支更大，但在該項目上投資卻更有實際意義。該方 案沒有減少空氣中的二氧化碳，另外一個缺點是可能會導致減少地球 生態正常運轉需要的太陽光，而且很難從根本上解決溫室效應的問 題。人造火山方案該方案設想將大量的硫拋射到高空，人為在地球 和太陽之間設置遮擋物，減少太陽對地面的陽光直射，降低地面溫度。 多年前，菲律賓皮納圖博火山爆發產生的火山灰遮擋了部分陽光，地球溫度因此降低。 一些科學家包括諾貝爾獎獲得者保羅 克魯臣、核 冬天鼓吹者愛德華 泰勒等，提議用人工產生的相同效果來抵消全球 變暖產生的影響。美國國家大氣研究中心的湯姆 魏格里認為，使用 噴氣發動機、大炮或氣球將硫帶入空中，可以減少太陽照射產生的熱 量，而僅增加了少量的硫污染。該中心科學家進行了計算機模擬，但 結果并不令人滿意，因為需要每月向大氣中注入數萬噸硫。這種方法 沒有減少空氣中的二氧化碳，而且人為地在空氣中增加了對人類生存 有害的物質，破壞人類生存環境。許多科學家認為，上述這些方案可能會帶來負面影響。發明內容本發明提供一種為在沙漠及干旱中大面積種植植物提供保護，使 沙漠和干旱地區能夠大面積種植植物，利用植物光合作用自動調節空 氣中二氧化碳氣體濃度，抑制溫室效應的方法及其涉及的裝置。
為實現本發明的目的，提供了一種裝置，包括位于豎立的支撐體 上端用于固定滑輪的滾軸，滾軸通過軸承固定在支撐體上，位于支撐 體上端用于控制滾軸轉動的電機及傳動裝置，滑輪和遮陽板之間用拉 繩相連接，拉繩通過小孔固定在遮陽板一端，相鄰兩塊遮陽板之間通 過固定軸相聯接，固定軸固定在支撐體上。所述的支撐體可以為鋼筋 混凝土結構，也可以為水泥結構，或磚瓦結構，上端還可以安裝風力 發電裝置，充分利用沙漠地區豐富的風力能源，并減緩該地區的風速， 保護該裝置；所述的支撐體與滾軸之間可以轉動，連接它們之間的軸 承需要密封，防止風沙和雨水的侵蝕；所述的固定軸通過軸承與遮陽 板相聯接，固定軸與遮陽板之間通過軸承可以轉動，使相應的遮陽板 可以以固定軸為軸心轉動，轉動的角度最大可以達到180度，固定軸 固定在支撐體上，軸承需要密封以防止雨水和風沙的侵襲；所述的支 撐體上還可以安裝可以自動伸縮的支桿，支桿的另一端通過緊固件固 定在遮陽板外側的邊緣上，支桿的伸縮可以協助拉繩的運動以幫助遮 陽板以固定軸為軸心轉動；所述的滾軸可以由多個相鄰的保護裝置通 過一根剛性構件如不銹鋼桿構成，這種一體化的滾軸以達到共同轉動 的目的，滾軸也可以為各自獨立不相關聯的剛性構件，以便在需要保 護裝置整體移走時方便裝置整體搬移；滾軸和電機可以由傳動裝置如 齒輪或皮帶等連接，也可以是多個相鄰的保護裝置通過一個電機和傳 動裝置來達到控制滾軸同步轉動的目的，這些電機和傳動裝置需要密 封，防止風沙和雨水的侵蝕；所述的裝置構成的系統還包括自動控制 裝置，可以根據陽光強度和控制雨水等需要自動控制滾軸運動；所述 的支撐體上可以安裝有攀登裝置，便于維護人員攀登維修設備；所述 的遮陽板邊端開有邊槽，可以安裝增透塑料板，增透塑料板通過邊槽 穿過遮陽板的邊端并通過緊固件固定在遮陽板上，用于保護其下面的 光電轉換薄膜或者太陽能電池陣列，遮陽板中的剛性平板可以鍍有光 電轉換膜，也可以在上面安置太陽能電池陣列，膜或太陽能電池陣列 吸收陽光通過光電轉換獲得的的電通過導通線纜收集到電源收集裝 置中，可以用于并網發電，遮陽板之間可以通過位于上面的有剛性耐
壓的增透塑料板使遮陽板之間實現全部密封，構成有一定角度的溝 槽，這樣做的好處是是遮陽保護系統在沙塵暴襲擊時可以擋住沙塵， 有效地保護生長于下面的植物，同時在下雨時遮陽板之間形成溝槽， 可以起到收集并輸送雨水的作用，使不需要的雨水能夠輸送到需要水 源的地方，這樣做對沙漠缺水環境實現水源充分有效利用十分有利； 在所述的沙漠治理裝置上利用太陽能光電轉換技術，將沙漠中危害植 物生存、造成區域間較大溫差引起強烈空氣對流而產生沙塵暴等毀滅 性災難的過量陽光轉化為綠色能源電能，將有害能源轉化為為人類造 福的綠色能源；所述的保護裝置各保護裝置的滾軸不共用時可以設計 為一體化結構，可以在需要時作為整體移動，也可以根據需要拆開， 移動需要移走的關鍵部件如遮陽板或遮陽板內的太陽能電池陣列，滿 足使這些部件充分利用或維護這些部件的需要。本發明采用上述裝置，可用于在沙漠或其他千旱、沙化的地區大 面積種植植物，為這些植物生長提供有效的保護。在需要治理的地區 帶安裝所述的沙漠中植物生長保護裝置，可以在沙漠上空形成遮陽保 護層，按照要求阻擋陽光、減緩表面氣流流動、減少沙漠表面晝夜溫 差、減少沙漠表面水分蒸發、抑制沙塵暴的形成，在沙漠表面形成大 面積適合于植物生長、并適合于植物護理系統維修人員工作的區域， 在人工護理條件下大面積快速繁殖植物，逐步改變沙漠表面土質和氣 候，達到根治這些地區的目的。這些用于構成保護層的平板上可以利 用現代先進的太陽能光電轉換技術，將沙漠中危害植物生存、造成區 域間較大溫差引起強烈空氣對流而產生沙塵暴等毀滅性災難的過量 陽光轉化為綠色能源電能，實現并網發電，將有害能源轉化為為人類 造福的綠色能源。這種方法的特點是運用現代先進光機電技術，與現 代生物工程技術相結合，在沙漠上建立一套保護系統，保護系統可以 在沙漠表面形成大面積適合于植物生長發育的環境，實現植物生態系 統繁衍，達到從根本上治理沙漠的目的，保護系統可以長期存在，直 到培育出的植物能夠自身繁衍。達到所保護的植物實現自身繁衍后， 保護裝置整體或其中的遮陽板等關鍵部件可以移走，重復利用。植物
生長需要的土壤也可以由外地移植，同時長期生長的植物的落葉等也 可以使沙等變成肥沃的土壤。本發明包括位于沙漠上方的主要功能為遮擋陽光的遮陽保護系 統和位于沙漠表面的以植物為主體的生態系統兩個組成部分。其相互 配合可以達到根治沙漠，調節空氣中二氧化碳濃度抑制溫室效應的目 的。這種保護裝置還可以用于容易發水災的地方，在水災區地表上空 形成雨水收集保護層，防止水災的發生，所收集的雨水可以通過溝槽 輸送到缺水地區如沙漠中，達到防止干旱或為沙漠及干旱地區大規模 種植植物提供緊缺的水源，同時將這些地區對植物生長有害的過量的 陽光轉化為電能，變害為寶，并增加當地植物有效光合作用時間，促 進當地植被生長，還可以為工作在烈日之下的工作人員提供遮風擋雨 的地方，起到改善當地居住環境的作用。在沙漠干旱地區惡劣的氣候環境中，植物在缺乏護理的條件下大 面積成活十分困難。本發明的重要特點在于采用現代先進的光機電自 動控制技術和現代生物工程技術，在沙漠上空預先建立一種保護系 統，使沙漠表面形成有利于植物生長發育的環境，能夠大面積種植植 物，使植物在人工護理的情況下生長發育繁衍，改善沙漠土質、地理 環境和氣候，甚至還可以使處以保護系統下的地區適合于工作人員生 活，以便照料生態系統中的植物，并對保護系統進行經常性維修，達 到從根本上治理沙漠的目的。具有環境有好性的植物的光合作用能夠有效吸收二氧化碳能氣體，將其轉化為有益于人類生活需要的氧氣和纖維素、維生素等有益 物質。植物的光合作用效率與空氣中二氧化碳濃度有關，空氣中二氧 化碳濃度過低，光合作用的效率也會降低。人類長期與植物共同生活 在這個生物圈之中，相互之間適宜生存的大氣環境基本相同，因此本 方法能夠將空氣中二氧化碳濃度控制在適合于人類生存的范圍，不會 造i^空氣中二氧化碳濃度過低導致生態平衡破壞的新問題。植物還能 夠吸收空氣中二氧化硫、二氧化氮等造成"酸雨"的有害氣體，清潔 空氣。地球上有面積廣大的沙漠和干旱地區，在這些地區大面積種植
植物，可以有效抑制空氣中二氧化碳濃度增加，調節大氣平衡，從根 本上防止溫室效應的發生。這種預防溫室效應方法具有不會產生生態 負面效應，安全可靠的特點，而且易于觀察成效。
本發明首先建立了一個調節沙漠表面陽光幅照的保護層，以營造 一個適合于植物生長的環境。遮陽系統保護層包括由剛性平板構成的 遮陽平板面以及立于沙漠的剛性支撐體。這些大面積建立的位于沙漠 上方的遮陽平板面間的間距可以通過控制系統根據需要進行調節，根 據間距大小確定穿過保護層的陽光量，從而達到調節沙漠表面陽光幅 照強度的目的。這些保護平板層在沙塵暴發生時能夠完全閉合，達到 保護生長與其下方的植物生長系統的目的。
這種保護曾還能夠達到減緩沙漠地表面和植物葉面水分蒸發的目的，在下雨或者深夜有露水 時，保護層能夠收縮，使雨水或露水能夠到達植物生長的地面或生長 中的植物上，這些對植物的健康生長，減少對人工澆水的依賴是十分 有用的，特別是在沙漠水貴于油的環境下更為顯得必要。大量有間距規則排列的平板保護層支撐體構成的系統，能夠減緩 沙漠表面的空氣流動，對抑制沙塵暴的形成有益。構成保護層的遮陽板和支撐體的材質在考慮沙漠侵蝕的同時，也 要考慮制造太陽能多晶膜或太陽能電池陣列和傳遞電能的導電需要。 遮陽板還需要考慮被雨水或沙塵覆蓋時保護太陽能多晶膜或太陽能 電池陣列的需要。遮陽板結構要考慮調節板間間距以及下雨或露水時 收縮平板的需要。陽光是地球能源之源，沙漠廣大地區豐富的陽光資源在為害植物 的同時，也是潛在的綠色清潔能源。在保護平板層上鍍上一層高效的 多晶硅光電轉換膜或安裝太陽能電池陣列，可以在保護下方植物的同 時，獲得大量的電能，這對減緩國家能源緊張，減少石油、煤炭等石 化能源對環境的污染十分有意義。同吋多晶硅膜層或太陽能電池陣列 可以吸收太陽光，抑制太陽光直接直射到遮陽板的剛性平板支撐體上 產生高溫帶來的副作用。這樣大規模的工程也能夠使該地成為旅游熱點，由此可能產生的
良好生態效應也可以贏得社會的人道資助，這些都可以減緩對實施這 樣偉大工程的巨大投資的顧慮。生態系統包括能夠在遮陽系統覆蓋下的植物及保養這些植物的 設施和水源，還包括維護和管理遮陽系統的設施。植物生長需要的土 壤也可以由外地移植，同時長期生長的植物的落葉等也可以使沙等變 成肥沃的土壤。沙漠和干旱對植物生存主要危害除了缺乏養分外，惡劣的氣候環 境是為害植物的重要原因，其主要表現在沙漠中的過強的陽光、晝夜 極大的溫差以及沙塵暴。其中暴曬的太陽是這些危害的主要原因。強 烈無遮攔的太陽光和沙子差的熱容量導致晝夜極大的溫差、對植物有 害的過強陽光幅照以及由此帶來的干旱環境；引起沙塵暴的颶風的重 要來源之一也是強烈的陽光幅照，陽光在同一時間對沙漠不同地區的 幅照強度不同，引起地區間的溫差，造成沙漠表面強烈的空氣對流， 在沙漠表面缺乏障礙物的條件下，這些強烈對流容易形成颶風，引起 沙塵暴。因此，如果能夠人工調節沙漠上方的陽光幅照情況，使其按 照要求而不是目前不受控制的條件下進行溫和幅照，將能夠帶來適合 于植物生長的陽光幅照強度的同時，減少沙漠晝夜溫差，抑制沙漠表 面空氣對流，減少沙塵暴的發生，為植物生長營造一個較好的環境， 結合目前發展的許多植物種植技術，就可以在沙漠上種植植物，達到 根治沙漠目的。利用上述保護裝置，在沙漠上大面積種植植物，可以有效調節空 氣中二氧化碳濃度，從根本上防止溫室效應的發生。本發明還可以用于水災地區，在這些地區的上空收集并輸送形成 水災的雨水到需要雨水的干旱地區，達到調節水源，促進當地植被生 長和改善生活環境，預防水災和旱災的目的。植物的光合作用效率隨 空氣中二氧化碳濃度變化而變化，大規模的光合作用能夠將空氣中二 氧化碳濃度調節到適合于人類生存的水平，在占有地球大面積陸地資 源的沙漠和干旱地區種植植物可以顯著增加植物數量達到增加對二 氧化碳能溫室氣體的調控能力，使吸收二氧化碳和釋放二氧化碳的量
在合理范圍內重新達到平衡，有效抑制溫室效應，而且這樣做的產物 為對人類有益的氧氣、木材、糧食、鮮花和水果等，將萬里沙漠變為 萬傾糧田，是一種安全可靠行之有效并有益與子生后代的方法。本發明的目的，特征及優點將結合實施例，參照附圖作進一步的 說明。
圖1是本發明的結構示意圖；圖中l為滑輪，2為滾軸，3為拉繩，4為電機，5為支撐體， 6為固定軸，7為邊槽，8為遮陽板，9為孔，IO為增透塑料板，11 為攀登裝置，12為生長中的植物，13為護理維修人員。
具體實施方式
參照上圖，提供下述實施例。通過實施例將有助于理解本發明， 但不限制本發明的內容。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內 容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護范圍。實施例這種種沙漠中植物生長保護裝置，包括位于豎立的支撐體5上端用于固定滑輪1的滾軸2，滾軸2通過軸承固定在支撐體5 上，位于支撐體5上端用于控制滾軸2轉動的電機4，滑輪l和遮陽 板8之間用拉繩3相連接，拉繩3通過小孔9固定在遮陽板8 —端， 遮陽板8的邊端開有邊槽7，兩塊遮陽板8之間通過軸承與固定軸6 相聯接，固定軸6與遮陽板之間通過軸承可以轉動，使相應的遮陽板 可以以固定軸為軸心轉動，軸承需要密閉以防止風沙和雨水的侵襲。 支撐體5上還可以安裝可以伸縮的支桿，支桿的另一端通過緊固件固 定在遮陽板外側的邊緣上，支桿的伸縮可以協助拉繩的運動以幫助遮 陽板以固定軸6為軸心運動。支撐體5可以為鋼筋混凝土結構，也可以為水泥結構，或磚瓦結 構，上端還可以安裝風力發電裝置，充分利用沙漠地區豐富的風力能 源，并減緩該地區的風速，保護該裝置；支撐體5與滾軸2之間以可 以通過軸承發生相對轉動，連接它們之間的軸承需要密封，防止風沙 和雨水的侵蝕。相鄰的兩塊遮陽板8通過軸承與固定軸6相聯接，遮 陽板8與固定軸6之間可以在軸承的作用下轉動，使相應的遮陽板8 可以以固定軸6為軸心轉動，轉動的角度最大可以達到180度，固定 軸6固定在支撐體上，軸承需要密封，以達到預防雨水和風沙侵襲的 目的。支撐體5上可以安裝有攀登裝置11，便于維護人員13攀登維 修設備。滾軸2可以由多個相鄰的保護裝置通過一根剛性構件如不銹 鋼桿構成，以達到共同轉動的目的，也可以是分立的結構，以便使單 個裝置成一體化結構，方便整體搬移；滾軸2和電機4可以由傳動裝 置如齒輪或皮帶等連接，也可以是多個相鄰的保護裝置通過一個電機 4和傳動裝置來達到控制滾軸2轉動的目的，這些電機和傳動裝置需 要密封，防止風沙和雨水的侵蝕；所述的裝置還包括自動控制裝置， 可以根據陽光強度和控制雨水等需要自動控制滾軸2運動。遮陽板8上安裝增透塑料板10，透塑料板通過邊槽7穿過遮陽 板8的邊端并通過緊固件固定在遮陽板上，用于保護其下面的光電轉 換薄膜或者太陽能電池陣列，遮陽板8中的剛性平板可以為鍍有光電 轉換膜的剛性平板，也可以是由剛性平板及其上面安置太陽能電池陣 列和太陽能電池共同組成，膜或太陽能電池陣列吸收陽光通過光電 轉換獲得的電通過導通線纜收集到電能源收集裝置中，可以用于并網 發電，遮陽板8之間可以由位于上面的穿過遮陽板邊端面積稍微大于 遮陽板的剛性平板支承體的增透塑料板10按照要求實現相鄰行間遮 陽板密封，由于兩塊遮陽板的寬度之和大于遮陽板間的行間距，密封 時遮陽板之間構成有角度的溝槽，這樣做的好處是遮陽保護系統在沙 塵暴襲擊時可以擋住沙塵，有效地保護生長于下面的植物，同時在下 雨時遮陽板之間形成溝槽，可以起到收集并輸送雨水的作用，使不需 要的雨水能夠順利地輸送到需要水源的地方，這樣做對沙漠缺水環境 實現水源充分有效利用十分有利。上述裝置上利用太陽能光電轉換技術，將沙漠中危害植物生存、
造成區域間較大溫差引起強烈空氣對流而產生沙塵暴等毀滅性災難 的過量陽光轉化為綠色能源電能，將有害能源轉化為為人類造福的綠 色能源。這種保護裝置還可以用于容易發水災的地方，在水災區地表上空 形成雨水收集保護層，防止水災的發生，所收集的雨水可以通過溝槽 輸送到缺水地區如沙漠或缺水城市的供水系統中，達到防止干旱或為 沙漠及干旱地區大規模種植植物提供緊缺的水源，同時將這些地區對 植物生長有害的過量的陽光轉化為電能，變害為寶，并增加當地植物 有效光合作用時間，促進當地植被生長，還可以改善當地居住環境， 為工作在烈日之下的工作人員提供遮風擋雨的地方。這種能夠同時預 防水災和旱災的結構很偶然地符合"物極必反"的道理，使水災和旱 災兩種截然相反的自然災害通過同種裝置得到治理，很有趣。本裝置 大面積使用于江南或兩淮多水災地區以及北方干旱地區，可以取代南 水北調工程的同時，還可以抑制這些多水災地區水災的發生，并保護這些地區的生態環境；用于沿海地區可以取代海水淡化工程，并將海 平面上大量的無用降雨輸送到水源緊缺地區。這些收集的雨水水質很 好，基本無污染，對人類生活十分有益。這種使用法也許對一些地區 如沙特阿拉伯地區十分有用。上述的保護裝置在各保護裝置的滾軸分立不共用時可以設計為 一體化結構，可以在需要時作為整體移動，也可以根據需要拆開，移動需要移走的關鍵部件如遮陽板8或遮陽板內的太陽能電池陣列，達到實現這些部件充分利用或維護這些部件的目的。這種沙漠或干旱地區大面積種植植物的方法，釆用上述的裝置， 可以用于治理沙漠地區或其他干旱、沙化的地區。在需要治理的地區 帶間隔的安裝所述的沙漠治理裝置，阻擋陽光及減緩表面氣流流動， 在沙漠治理裝置組建的環境下種抗旱植植物。支撐體高度為位于沙漠表面平均高度8米。支撐體列間距為10米，行間距為4米。鋼筋混 凝土支撐柱下部直徑為直徑為0.7米，以保證支撐體有足夠的強度。 構成遮陽板的不銹鋼平板長10米，寬2.5米，增透塑料板板長10.7
米，寬2.5米。位于豎立的支撐體上端用于固定滑輪的滾軸通過軸承固定在支 撐體上，支撐體上端還可以安裝用于控制滾軸轉動的電機及齒輪傳動 裝置，為了防止風沙和雨水侵襲，這些軸承、電機和齒輪傳動裝置需 要密封，滾軸可以由多個相鄰的保護裝置通過一根剛性構件如不銹鋼 桿構成，以達到共同轉動的目的，也可以為各自分立不相關聯的剛性 構件，以便使保護裝置一體化，在需要時方便保護裝置整體搬移。滑 輪和遮陽板之間用拉繩相連接，拉繩通過小孔固定在遮陽板一端，遮 陽板的邊端開有邊槽，兩塊遮陽板之間通過軸承與固定軸相聯接，并 通過軸承與固定軸發生相對轉動，固定軸固定在支撐體上，這里的軸 承也需要密封獲得保護。支撐體上端還可以安裝風力發電裝置，充分 利用沙漠地區豐富的風力能源，并減緩該地區的風速，保護該裝置。 本裝置構成的系統還包括自動控制裝置，其中的光強度檢測器可以自 動檢測到達植物的陽光的光強，并將數據傳送到控制中心的計算機 上，計算機根據光強判斷是否需要開起電機調節遮陽板的角度以控制 遮陽板之間的間距，達到調節穿過遮陽板到達植被上的陽光強度的目 的。遮陽板安裝增透塑料板，增透塑料板通過邊槽穿過遮陽板的邊端 并通過緊固件固定在遮陽板上，用于保護其下面的光電轉換薄膜或者 太陽能電池陣列并使遮陽板在需要時行間遮陽板實現密封達到阻擋沙塵或收集并輸送雨水的目的；遮陽板中的剛性平板可以為鍍有光電 轉換膜的剛性平板，也可以是由剛性平板及其上面安置太陽能電池陣 列和太陽能電池共同組成，膜或太陽能電池陣列吸收陽光通過光電 轉換獲得的的電通過導通線纜收集到電能源收集裝置中，可以用于并 網發電；遮陽板之間可以通過位于上面的有剛性耐壓的增透塑料板使 遮陽板之間實現全部密封，構成有一定角度的溝槽，這樣做的好處是 是遮陽保護系統在沙塵暴襲擊時可以擋住沙塵，有效地保護生長于下 面的植物，同時在下雨時遮陽板之間形成溝槽，可以起到輸送雨水的 作用，使不需要的雨水能夠順利地輸送到需要水源的地方，這樣做對 沙漠缺水環境實現水源充分有效利用十分有利。
例如當夏天中午植被上的光強超過10,000勒克斯時，計算機系統認為光強過強，不利于植物的光合作用，通過自控系統開起電機使 滾軸轉動，帶動滾軸上的滑輪轉動，使拉繩收縮，遮陽板一邊抬起， 各遮陽板之間的間距減少，阻擋適量的陽光，減少生長于其下的植物上的光強到10,000勒克斯以內，電機停止轉動，滾軸停止轉動，滑輪被在沿兩個相反方向的拉繩相近似的拉力以及停止轉動的滾軸的作用下獲得平衡，遮陽板靜止在當前位置；當早晨或下午植物上的光 照強度不足3000勒克斯時，計算機判斷該地區植物生長的光強不 足，開動電機轉動，使滾軸帶動拉繩運動，當下方的植物高度較高時 遮陽板轉動可以是向上轉，共用同一根滾軸的兩塊遮陽板之間呈V 形，使遮陽板之間的間距增大，增加到達生長植物上的陽光強度的目 的，同時不影響下方的植物，如果遮陽板向下轉動不會影響植物正常 生長時，遮陽板也可以向下轉動，兩塊遮陽板之間構成合適的A形， 增加遮陽板之間的間距，使植物獲得合適的光照強度以利于光合作用 的進行，這些運動可以由安裝在支撐體上的可以在控制裝置控制下自 由伸縮的支桿伸縮協助完成。當沙塵暴來臨或下雨需要收集雨水時， 遮陽板可以以固定軸為軸心轉動到合適位置，共用滾軸的相鄰兩塊遮 陽板成A形，兩行遮陽板之間呈V形密封，擋住沙塵或收集雨水并輸 送到需要的地方。因此本裝置可以根據陽光強度和控制雨水等需要自 動控制滾軸運動。支撐體上可以安裝有攀登裝置，便于維護人員攀登維修設備。本 裝置利用太陽能光電轉換技術，將危害植物生存、造成區域間較大溫 差引起強烈空氣對流而產生沙塵暴等毀滅性災難的過量陽光轉化為 為人類造福的綠色能源電能；各保護裝置的滾軸不共用時可以設計為 一體化結構，可以在需要時作為整體移動，也可以根據需要拆開，移 動需要移走的關鍵部件如遮陽板或遮陽板內的太陽能電池陣列，使這 些部件充分利用或維護這些部件。本實施例采用遮陽板8在沙漠上空形成大面積遮陽覆蓋保護區， 阻擋部分直接照射沙漠的陽光并減緩沙漠表面氣流的流動，調節沙漠表面溫度并降低沙漠表面的陽光照射強度，使沙漠表面的氣溫適合于 植物生長的同時，能夠有適合植物生長的陽光強度；遮陽保護系統還 可以阻擋沙塵暴等對植物有致命傷害的強流風沙，保護生長于遮陽系 統下的植物性生態系統。在遮陽系統保護下培育生態系統，達到根治 沙漠的目的。遮陽板8上表面可以鍍上用于將陽光轉化為電的膜，這種膜可以 是光電轉化效率較高的多晶硅膜，為了在沙漠中長期使用，膜上應該 有遮擋陽光、沙和水的透光保護膜，也可以安裝太陽能電池陣列，提 高光電轉換的效率，安裝太陽能高能電池的另外一個好處是當電池光 電轉換效率降低時可以方便拆卸更換。固定軸上還可以安裝吸塵器， 吸掉遮陽板表面的增透所料板上的灰塵以增加太陽能電池吸收陽光 的效率，從經濟方面考慮，清洗增透所料板上的灰塵的任務也可以由 人工完成。
權利要求
1、調節空氣中二氧化碳濃度抑制溫室效應的裝置，其特征在于該裝置包括位于豎立的支撐體(5)上端用于固定滑輪(1)的滾軸(2)，滾軸(2)通過軸承固定在支撐體(5)上，位于支撐體(5)上端用于控制滾軸(2)轉動的電機(4)，滑輪(1)和遮陽板(8)之間用拉繩(3)相連接，拉繩(3)通過小孔(9)固定在遮陽板(8)一端，遮陽板(8)的邊端開有邊槽(7)，兩塊相鄰的遮陽板(8)通過軸承與固定軸(6)相聯接，固定軸固定在支撐體(5)上。
2、 根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述的支撐體(5)為 鋼筋混凝土結構，或水泥結構，或磚瓦結構；上端安裝風力發電裝置，充 分利用沙漠地區豐富的風力能源，并減緩該地區的風速，保護該裝置；所 述的支撐體(5)與滾軸(2)之間有獨立的轉動相對運動連接，連接處的 軸承需要密封，防止風沙和雨水的侵蝕；所述的固定軸(6)通過軸承與遮 陽板之間相對轉動，使相應的遮陽板(8)可以以固定軸(6)為軸心轉動， 轉動的角度最大可以達到180度，固定軸(6)固定在支撐體(5)上，這 些軸承也需要密封以防止風沙和雨水的侵襲；所述的支撐體(5)上安裝有 能自動伸縮的支桿，支桿另一端通過緊固件固定在遮陽板外側邊緣上，支 桿的伸縮能協助拉伸的運動以幫助遮陽板以固定軸(6)為軸心轉動。
3、 根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于所述的滾軸(2) 由多個相鄰的保護裝置通過一根剛性構件如不銹鋼桿構成，以達到共同轉 動的目的；或由分立不相關聯的剛性構件組成，以便在需要整體移走時方 便保護裝置整體搬移；滾軸(2)和電機(4)通過傳動裝置連接；當滾軸(2)是由多個保護裝置共用一根剛性構件構成時，滾軸(2)是多個相鄰 的保護裝置共用一個電機(4)和傳動裝置來達到控制滾軸(2)轉動的目 的，這些電機和傳動裝置需要密封，防止風沙和雨水的侵蝕；所述的裝置 還包括自動控制裝置，可以根據陽光強度和控制雨水等需要自動控制滾軸(2)運動。
4、 根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于所述的支撐體(5) 上可以安裝有攀登裝置(11)，便于維護人員(13)攀登維修設備。
5、 根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述的遮陽板(8)安 裝有增透塑料板(10)，增透塑料板通過邊槽(7)穿過遮陽板(8)的邊端 并通過緊固件固定在遮陽板上，用于保護其下面的光電轉換薄膜或者太陽能電池陣列；遮陽板(8)中的剛性平板為鍍有光電轉換膜的剛性平板，或 是由剛性平板及其上面安置太陽能電池陣列和太陽能電池共同組成，膜或 太陽能電池陣列吸收陽光通過光電轉換獲得的的電通過導通線纜收集到電 能源收集裝置中，用于并網發電。
6、 根據權利要求1所述的裝置，其特征在于遮陽板(8)之間可以由位于上面的增透塑料板(10)使遮陽板之間按照要求實現密封，構成有 角度的溝槽，使遮陽保護系統在沙塵暴襲擊時可以擋住沙塵，有效地保護 生長于下面的植物，同時在下雨時遮陽板之間形成溝槽，可以起到收集并 輸送雨水的作用，使不需要的雨水能夠順利地輸送到需要水源的地方，在 沙漠缺水環境實現水源充分有效利用。
7、 根據權利要求1所述的裝置，其特征在于在所述的遮陽板(8)上安裝太陽能光電轉換設備，將沙漠中危害植物生存、造成區域間較大溫 差引起強烈空氣對流而產生沙塵暴等毀滅性災難的過量陽光轉化為綠色能 源電能，將有害能源轉化為為人類造福的綠色能源。
8、 根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于所述的滾軸設計為一體化結構，可以在需要時作為整體移動，也可以根據需要拆開，移動需要移走的關鍵部件如遮陽板(8)或遮陽板內的太陽能電池陣列，達到實現這些部件充分利用或維護這些部件的目的。
9、 調節空氣中二氧化碳濃度抑制溫室效應的方法，其特征在于采用上述權利要求中的裝置，用于大面積根治沙漠地區或其他干旱、沙化的地區，在需要治理的地區帶安裝所述的沙漠治理裝置；這些裝置在沙漠上空形成遮陽保護層，阻擋陽光、減緩表面氣流流動、抑制沙塵暴的形成、減 少沙漠表面晝夜溫差、減少沙漠表面水分蒸發，在沙漠表面形成大面積適合于植物生長、并適合于植物護理及系統維護人員(13)工作的區域；在 人工護理條件下大面積快速繁殖植物(12)，逐步改變沙漠表面土質和氣候； 保護系統可以長期存在，直到培育出的植物(12)能夠自身繁衍，達到所 保護的植物(12)實現自身繁衍后，移走所述的沙漠治理裝置，換地方重 復利用，達到根治沙漠的目的；植物生長需要的土壤也可以由外地移植， 同時長期生長的植物的落葉等也可以使沙等變成肥沃的土壤；在通過沙漠 或干旱地區中大量種植植物，實現在大面積沙漠或干旱地區中種植植物， 極大地提高地球上綠色植物覆蓋面積，通過植物光合作用大量吸收空氣中 產生"溫室效應"的主要成分二氧化碳，達到抑制全球平均氣溫升高的效 果。
10、根據權利要求9所述的方法，其特征在于將權利要求2所述的 保護裝置安裝于容易發水災的地方，在水災區地表上空形成雨水收集保護 層，防止水災的發生，所收集的雨水可以通過溝槽輸送到缺水地區如沙漠 中，達到防止干旱或為沙漠及干旱地區大規模種植植物提供緊缺的水源， 同時將這些地區對植物生長有害的過量的陽光轉化為電能，變害為寶，并 增加當地植物有效光合作用時間，促進當地植被生長，還可以改善當地居 住環境，為工作在烈日之下的工作人員提供遮風擋雨的地方。
全文摘要
本發明涉及一種在沙漠或干旱地區大面積種植植物，通過植物的光合作用調節空氣中二氧化碳濃度抑制溫室效應的方法；本發明還涉及一種光機電一體化自動控制保護裝置。本發明裝置包括位于沙漠上方的主要功能為遮擋陽光的遮陽保護系統和位于沙漠表面的以植物為主體的生態系統兩個組成部分。其相互配合可以達到根治沙漠，調節空氣中二氧化碳濃度抑制溫室效應的目的。
文檔編號E04H12/00GK101116410SQ20071013872
公開日2008年2月6日 申請日期2007年7月23日 優先權日2006年12月22日
發明者萬尤寶 申請人:萬尤寶