所属技术领域：水力发电。本发明涉及云雾降水、气球、飞艇、水轮发电机、抽水蓄能等现有技术。以云雨高度平均1千米计，全世界其相应的年能量为1015千瓦小时。1%的云雨势能就能满足2000年人类需要能量（3×1013千瓦小时/年）的三分之一。大气对流层平均高度为11公里，在平均高度2-6公里处为其中层，云层中的云滴增大为雨滴的过程大多在此进行。关于在2-6公里高空云中年可下降水量暂未找到资料，但地面年降水量可做代表。年降水量在1000毫米以上和500-1000毫米的面积占全部面积的百分比，澳大利亚大陆为9%和23%，亚洲为15%和18%，非洲为28%和18%，北美洲为18%和30%，欧洲为0和53%，南美洲为76%和8%，夏威夷群岛考爱岛年降水量12040毫米，为世界第一。我国面积的一半左右，年降水量大于600毫米，年平均降水1000-2000毫米的地方不少，台湾中部、西藏东部和印度交界处年雨量达4000毫米。以上资料见“中学物理简明手册”第91页，浙江人民出版社，1980年8月第一版。“气象学”，农业出版社，1981年2月，“世界自然地理”下册第134页，158页，人民教育出版社，1980年4月第一版，“中华人民共和国气候图集”，115-116地图出版社，1979年3月。

气球或飞艇在本发明中是用于在空中吊起发电的接雨装置，1979 年4月英国航空家卡梅伦建造的“革新者”号航空气球，可容8万立米气体，其外壳由尼龙和聚酯材料制成，可在13000米以上的平流层飞行，1935年美国制作“探索者”二号氦气球，容积15万立方米，直径58米，升到22066米高空。世界各国建造的飞艇有600多艘，大部分为非硬式，德国“齐伯林”式飞艇，内有金属骨架，外色织物蒙皮，是一种硬式飞艇，LZ-127“齐伯林伯爵”号的容积为10.5万立方米，LZ-130飞艇的容积为20万立方米，估计载重前者为40吨，后者为80吨。法国1971年用合成纤维制成“VDL”型飞艇，长120米，充氦，可装货30吨，並设计一艘园盘形飞艇，直径200多米，可装150万立方米氦气，吊起900吨重货物，双体型飞艇由长225米，直径60米的两只纺锤型艇身组成，载重400吨，以上资料见“世界之最（交通分册）”194，198页，江苏人民出版社，1982年7月，“外国武器发展简介”，中国对外翻译出版公司，1983年，“飞艇与飞机”少年儿童出版社，1979年10月。

适应高水头水力发电，一般应用冲击型的水斗式水轮机，其应用水头为100-2000米，国外目前立轴水斗式水轮机最高水头1326米，单机出力24.3万瓩，卧轴水斗式水轮机最高水头1767米，单机出力11万瓩，我国的CJ20-L- 170/(2×15) 立轴水斗式水轮机设计水头458米，出力1.3万瓩。其它型式的反击型水轮机和冲击型水轮机，也可视情况应用，反击型斜流式水轮机，应用水头20-200米，当它做成水泵式水轮机时，被广泛应用在抽水蓄能电站上，冲击型双击式水轮机，一般应用水头5-80米，结构简单，制造容易，常为高水头小型水电站所采用。以上资料见“水轮机”， 电力工业出版社，1980年5月。

抽水蓄能就是在非峰负荷期，利用多余电力把水从下水库抽到上水库，在电力系统高峰负荷期，上水库放水发电，这是电力工业目前采用的最为经济的储存电力方法。它的最大缺点是难找到对环境影响最小的经济上合适的地点来建造蓄水库。

本发明的目的是利用天空降水的势能发电，提供一个新能源，利用它又能抽水蓄能发电。

本发明的基本设想是用铝合金，不锈钢薄片或织物作成棚布式接雨装置，其面积可达几万平方米，形状和大型棚布相似，棚布周边镶有钢丝绳或高强尼龙索，棚布中部设有进水口，进水口可用钢或铝合金制一个空心园环，园环直径根据进水需要确定，空心园环中部可以漏进雨水，在棚布式接雨装置上设有多条放射形绳索，绳索一端连在园环上，另一端连在棚布式接雨装置周边的绳索上，整个棚布式接雨装置可由较小尺寸的铝合金或不锈钢薄板或织物，分块拼接而成。並把它和周边绳索和放射形绳索固定好，拼接方法，对于铝合金和不锈钢薄板，可采用焊接，对于织物可采用缝制或粘合、焊接。利用自然地形，高层建筑，或用气球，飞艇，把接雨棚布固定在高空，接收天空降雨。棚布进水口下面设空中储水装置，可调节存蓄高空雨水，控制放水发电。空中储水装置下接压力水管，雨水由棚布式接雨装置接受后，经空中储水装置调蓄，进入压力水管至水轮发电机组发电，不降雨发电时，可利用电力系统多余电能向空中储水器抽水蓄能发电，

具体分几种情况：

一、利用自然地形：

寻找合适的几个山头，用钢丝绳或尼龙索把接雨棚布固定在高空，钢丝绳（尼龙索）固定在埋设于山头的地锚上，在接雨棚布中部选定的山头上，（略低于棚布高程），修一个储水池，可采用浆砌块石或混凝土修。用以接纳棚布式接雨装置所来雨水，储水池设盖，防止存水蒸发，並设控制活门，用一条压力管把水送到设于山脚的水轮发电机发电，发电后的水在山脚另建一储水池存蓄，並加盖防止存水蒸发，不发电时，可利用电力系统多余的电，把山脚储水池的水抽往山顶水池，待用电高峰时发电，抽水方法可设水泵，或采用可逆式抽水发电机组，为满足主水泵吸入高度，减少主水泵埋设深度，可设辅助水泵，造成大于等于主水泵吸入高度的水头，视具体情况，这种形式可得到几十至几百米发电水头或更高。

二、利用城市高层建筑

利用合适的城市高层建筑，用钢丝绳（或尼龙索）把接雨棚布固定在高空，绳索固定在高层建筑上，高层建筑设计时，要考虑承受钢丝绳（或尼龙索）的拉力，或在绳索拉力的相反方向，用另外的绳索拉住，该绳索可锚固于地面，在接雨棚布中部选定的高层建筑顶部（略低于棚布高程）建造一个储水池，接纳棚布收集的雨水，该池设盖，防水蓄水蒸发，用压力管道把雨水送往设于地面的水轮发电机发电，储水池设放水控制活门，在不发电时，可利用电力系统多余电能，把水抽往屋顶蓄水池，待用电高峰时放下发电。可在高层建筑附近建一地下蓄水池（有盖，防止蓄水蒸发）;存蓄水轮发电机用过的水，作为抽水蓄能的水源，也可利用附近合用的河水，池塘等，抽 水方法可设水泵，或采用可逆式抽水发电机组，为满足主水泵吸入高度，减少主水泵埋设深度，可设辅助水泵，造成大于等于主水泵吸入高度的水头，视具体情况，这种形式可获得几十至几百米发电水头或更高，接雨棚布下的地面，可免受雨雪干扰。

三、利用气球或飞艇把棚布式接雨装置、空中储水器和压力管悬吊在高空

棚布式接雨装置用钢丝绳（或尼龙索）连到几个气球或飞艇上，（飞艇可以简化，只需起重升空，不需空中行驶），借气球、飞艇的升力承担其重量，用几根钢丝绳（或尼龙索）把气球（或飞艇）固定在地面的地锚上，为防止重力作用而使接雨装置折皱挤压在一起，拉住气球（或飞艇）的绳索宜有一定斜度（见图3），空中储水器采用铝合金，或不锈钢，玻璃钢制作，设于接雨装置进水口下，接蓄雨水，储水器设盖，防止蓄水蒸发，储水器下接压力管，直通设于地面的水轮发电机组发电，压力管采用铝合金，玻璃钢等材料制作，可作为多节，每节间加柔性管接头，或全部采用柔性管，以适应晃动、变形。储水器、压力管用绳索连在另一个气球（或飞艇）上，吊在空中，这个气球（或飞艇）亦用绳索固定在地面地锚上（也可用储水器，压力管拉住）地面设蓄水池（有盖），蓄积发电后的水。在不发电时，用电力系统多余的电，把水抽到空中储水器中，在用电高峰时，放水发电，地面蓄水池存水可作抽水蓄能水源，抽水可安水泵或采用可逆式抽水蓄能发电机组，为满足主水泵吸入高度，减少主水泵埋设深度，可设辅助水泵，造成大于等于主水泵吸入高度的水头，这个装置也可用于海上湖上，相应水轮发电机 组设在船上或海上平台上，棚布式接雨装置、空中储水器、压力管，悬吊它们的气球（或飞艇）均同前述，但拉住气球（或飞艇）的绳索，可固定在抛入海中的重物或者固定在船上，其中，起吊空中储水器和压力管的气球（或飞艇），也可用储水器，压力管拉在船上或海上平台上，抽水蓄能则可抽海水或湖水，但接触海水的物体要防锈蚀，抽水可安水泵或采用可逆式抽水蓄能发电机组，为满足主水泵吸入高度，减少主水泵埋设深度，可设辅助水泵，造成大于等于水泵吸入高度的水头，这种形式可以得到数千米发电水头。

本发明提供了一个利用天空降雨势能发电的手段，开辟了一个新能源，在现有水力发电技术中，还没有这种方法，在没有降雨发电时，本发明所提出的装置，还可以用来抽水蓄能发电，其中在高层建筑顶层设储水池抽水蓄能发电和向气球或飞艇吊起的空中储水器中抽水蓄能发电，在现有水力发电技术中，还没有先例，它扩大了抽水蓄能发电的应用范围，有较大的经济效益，作为例子，楼顶储水池面积4000米2，水深0.3米，储水1200米3，楼房高45米（15层楼房）时，用于抽水蓄能，每年可在高峰负荷期间发出4.38万度电，二千三百座这种装置每年可发出一亿度电，用气球或飞艇悬吊的空中储水器，如储水500吨，（由调节降雨要求不用这么大），储水器距地面2000米，用于抽水蓄能，每年可在日高峰负荷期间发出81.1万度电，一百二十多座这种装置每年可发电一亿度，如储水器距地面6000米，用于抽水蓄能，每年可在日高峰负荷期间发出243.3万度电，四十多座这种装置每年可发电一亿度。

图1是利用自然地形情况，图2是利用高层建筑情况，图3是利用气球 （或飞艇）悬吊接雨装置情况，图中（1）-棚布式接雨装置，（2）-拉住接雨装置的钢丝绳或尼龙索，（12）-平衡拉力的钢丝绳或尼龙索，（14）-拉住气球（或飞艇）的钢丝绳或尼龙索，（15）-棚布式接雨装置周边的钢丝绳或尼龙索（有的可和（2）是一根）（3）-山头，（4）-空中储水器，（5）-储水器的盖，（6）-压力水管，（7）-活门，（8）-水轮发电机和水泵或抽水蓄能发电机组，（9）-地面储水池，（10）-进水口，（11）-高层建筑，（13）-气球或飞艇。图中只是典型布置情况，根据山头，高层建筑情况及棚布式接雨装置形状可有多种布置。

图4是棚布式接雨装置的绳索和进水口图，图中（16）-幅射状绳索。

实现发明可在年降雨量较大地区，如世界上，在夏威夷群岛，在我国，在年降水量1500毫米以上地区，如广州、温州、杭州等地，选择合适山头和高层建筑，按上述方式实施，在新建高层建筑时，可考虑本发明的布置需要，用气球（或飞艇）起吊接雨装置情况，棚布式接雨装置距地面高度可先按1000～2000米，待更高水头的水轮发电机、水泵等研制成功和对高空云雾降水有进一步了解后，再逐渐加高，可至2000～6000米。

本发明也可不做棚布式接雨装置，只实施空中储水器，压力水管和水轮发电机组、水泵或抽水蓄能发电机组及地面储水池，则成为单纯抽水蓄能装置，无论降雨量大小地区都可适用。

实施时对于利用合适山头和高层建筑情况，可在地面上把绳索（2），（15），（16）和进水口园环（10）连接好，然后用直升飞机或飞艇把这些连接好的绳索运到准备安装地方的上空，再把绳索（2）固定到予定的 山头上或高层建筑上，这种固定，如图1，图2的情况，可由人上到准备固定棚布式接雨装置的三个山头顶部或高层建筑顶上，由直升飞机或飞艇依次向图示的三个山头或高层建筑抛下和绳索（2）相连的较细绳索，山头或高层建筑顶上的人用绞车等工具收紧较细的绳索，此时直升飞机或飞艇逐渐放下绳索（2），（15），（16），直至三个山头或高层建筑顶部的人把绳索（2）固定好，这时可在绳索上安装缆车，吊篮，並运去较小尺寸的铝合金，不锈钢薄板或织物，由人在高空借助于绳索（16）的支撑把它们拼接成完整的棚布式接雨装置，再作其它装置，对于图3的情况，如果准备安装的高空位置下面是平地，则可在这平地上把棚布式接雨装置和空中储水器先安装好，然后用气球（或飞艇）（13）就地把棚布式接雨装置（1）和空中储水器（4）起吊到一定高度，下面安装一段压力水管（6），再把气球（或飞艇）（13）升高一段高度，再安装一段压力水管，这样逐渐把压力水管安好，气球（或飞艇）（13）升到予计高度，再作地面厂房，地面储水池，采用逐步放松绳索的方法来控制气球（或飞艇）逐渐升高。

对于图3的情况，如果准备安装的高空位置地面有山，有水，不便在地面安装棚布式接雨装置，则可在地面合适地点，先把绳索（2），（15），（16）和进水口园环（10）安装好，然后用直升飞机或飞艇把绳索运到准备安装的地点上空，在此之前，悬吊棚布式接雨装置的气球或飞艇（13）已用绳索（14）在安装现场固定在空中，在气球或飞艇（13）的下面挂有工作吊篮，然后由直升飞机把连接绳索（2）的较细绳索抛送给工作吊篮中的人，人使用绞车等工具逐渐收紧较细的绳索和绳索（2），直升飞机或飞艇 逐渐放下绳索（2），（15），（16），直至（2），（15），（16）被气球或飞艇（13）拉好，悬吊空中储水器和压力水管的气球或飞艇（13）先不用绳索拉住，而是采用压重，使其保持在一定高度，由已安装好的绳索（2），（15），（16）上方进入予定的位置，其移动可由直升飞机协助进行，然后由悬吊空中储水器的气球或飞艇（13）的工作吊篮中放下绳索直至地面，用以拉住（13），该绳索由幅射形绳索（16）中间穿过，而后去除（13）的压重，然后利用（13）工作吊篮中的绞车绳索把位于地面的空中储水器提升至图3剖面D-D中（4）的位置，或是用另一艘飞艇把（4）运到空中已安装好的绳索（2），（15），（16）下面，然后由悬吊空中储水器的气球或飞艇（13）上放下绳索並和（4）连接好，用（13）的工作吊篮中的绞车把空中储水器（4）提升定位，並和绳索固定好，而后利用幅射状绳索（16）和绳索（2）把较小尺寸的铝合金，不锈钢薄板或织物拼接成完整的棚布式接雨装置，方法和前述相仿。而后把压力水管（6）分为几段，逐段用直升飞机或飞艇起吊至予定位置，逐段进行安装。分段起吊压力水管（6），也可采用（13）的工作吊篮上的绞车，安装压力水管（6）时，可使用由气球或飞艇（13）悬吊下来的工作吊篮，而后作地面建筑物，在海上实施本发明，情况也类似。

在地震强烈的区域，采用高层建筑顶层建储水池要慎重，因为地震时高层建筑顶部水池的地震力对高层建筑影响较大。

在设计绳索（2），（15），（16）和棚布式接雨装置等时，要考虑大风和积雪的影响。