利用平流层物理条件进行太阳能发电的装置

摘要

一种利用平流层物理条件进行太阳能发电的装置，包括：由翼片组成的受阳光照射的遮阳带、设置在翼片外层的太阳能发电膜、固定缆索、系统控制线、电能输送导线、与电能输送导线和系统控制线相连的控制柜。由于本发明中接受光照的遮阳带是由多个翼片组成，每个翼片面积较小，制造方便，而且便于按实际需要组成面积大的遮阳带；并且在遮阳带中如若有个别的翼片损坏了也不会影响发电装置的工作。

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用空间技术在地球大气层内的平流层内的条件下进行太阳能发电的装置。 

背景技术

地球的温室效应问题是一个必须解决的世界性难题，温室效应的加剧与化石能源的大量使用以及化石能源燃烧后排放大量的二氧化碳有直接的关系，化石燃料的燃烧不但增加了地球大气环境内的热量，而且燃烧排放的二氧化碳远远多于植物光合作用吸收的二氧化碳，二氧化碳在大气层中的含量不断增加导致地球周围的热量不能有效排出大气层；化学物质的过分使用导致臭氧层遭到破坏，臭氧层的破坏导致太阳对地球的辐射热量提升……众多的因素导致地球及其周围大气层的环境温度不断升高，最终导致：冰川融化、海平面增高、土壤中水分的蒸发量上升、旱灾频发、土地沙漠化加剧、生存环境温度恶性提升（沙漠化严重区域如新疆等地，夏季环境气温频繁高达44℃以上）、江河断流、平原地区小溪消失殆尽......人类的生存环境受到严重危害。专家预测：如果地球的温室效应问题得不到有效缓解，仍然按照目前的速度继续恶化，在20~30年内人类的生存环境将会遭受灭顶之灾。因而，对解决温室效应问题，世界各国政府及科研机构都十分重视，投入大量的人力、资金进行了深入的研究，提出了许多有益的方法和设想，进行了大胆的尝试。如：在能源应用方面：尽量使用可再生的清洁能源减少碳的排放量、控制化石燃料的使用量、采用节能环保技术、设备、材料等；在减少太阳能辐射量方面：科学家尝试采用雾化海水在地球周围的一定范围内形成有带有盐晶的水雾遮挡和反射阳光、准备尝试采用在大气层内注入二氧化硫气体形成反射层阻止过多的太阳能射入地球周围、正在研究在地球周围建立太阳能遮光罩阻止阳光的射入量等；在吸收大气中的二氧化碳方面：科学家们试验了在海洋中注入某种元素如铁，加速海藻的生长吸收大量的二氧化碳，意在减少大气中的二氧化碳含量，同时，海藻可为海洋生物提供大量的食物。有的科学家试验了城市二氧化碳吸收树系统（一种通过循环装置让空气反复通过氢氧化钠溶液，使之吸收空气中的二氧化碳，通过工厂再生这种溶液释放并收集二氧化碳，将收集的二氧化碳注入深海海底的方法。）减少大气中过多的二氧化碳含量……科学家们进行的探讨研究很多，但因种种原因收效甚微，有的方法不具备技术可行性、有的方法不具备经济可行性，推广及大面积实施受到限制。地球温室效应仍在快速加剧。 

目前，太阳能发电站以地面电站为主，但是，在地面上大量建造大型太阳能电站几乎是不可能的：首先，由于气候的原因，不是所有地区都有充足的阳光；其次：对于土地资源本已十分紧张的人类来说，不可能拿出大量的土地建设规模庞大的太阳能电站，就算是没有多大利用价值的沙漠，也逃不了云、冰、霜、雪、雨、沙尘暴等气候因素的影响，沙丘不停的移动、重复覆盖是不可抗拒的现实，在这种恶劣的地面条件下，在沙漠区域的地面建造大量的太阳能接收设施，不但防护措施复杂、固定成本很高，实施难度大，而且，设备维护费用也十分高昂。于是，众多的科学家都把目光投向了太空：将太阳能发电站搬到天上，即利用地球同步卫星在轨道上吸收太阳能并发电，然后将电能以微波或激光的形式传回地球，但由于高昂的发射成本以及电能传输的技术问题等原因，一直停留在设想阶段。 

由于距离地面高度为8-50Km左右的大气平流层内，空气干燥，灰尘和水汽很少，大气流动平稳，几乎没有有害气体的影响，在平流层建太阳能电站与同一规模的地面太阳能电站相比，接收的太阳能要高出5～10 倍，虽然比同步轨道上日照时间短，但这里距离地地面很近（最近处约十公里左右），电能可以用导线直接传输，比同步轨道电站的传输方式简单，电能传输效率高，建造成本低。因此，在平流层内建设太阳能发电站存在一定的可行性。 

专利申请号为201020536850.0的实用新型专利，就提供了“一种平流层悬浮充气平台太阳能发电站”，它是在一种上表面为近似平面的刚性充气平台做为太阳能电池载体，平台内充氢气或氦气，平台上表面载有太阳能电池，将平台放入平流层，用缆绳将平台固定在地面上，平台上的太阳能电池所发电能可以通过导线直接传到地面换流站；该专利为人类短时间内摆脱能源危机和环境污染提供了一个设想方案。但是，要制成这种充气平台必须使用具有刚性的金属材料，为了减轻重量，保证浮力，需要采用重量轻的材料，若设想其充气平台用1毫米左右厚的铝合金板焊接而成，平台内充有氢气，为了能够保持一定的真空度，焊接工艺要求严格，所以制作难度大，造价高，而且充气平台容易漏气。使用寿命短，发电效果难以保证。 

目前，以纳米油墨为技术支持的卷对卷印刷技术，将柔性太阳能发电薄膜的制造技术提高到一个新的高度，美国Konarka的有机柔性电池，采用卷对卷技术，总厚度仅为50~250μm，重量轻仅为50g/㎡,成本低仅为晶体硅电池组件的1/5，可弯曲可粘贴在各种物体表面。另外，美国的Nanosolar公司、First Solar公司、德国的Shell Solar GmbH公司等的柔性电池技术也都实现了产业化，柔性、超薄、重量轻、转换效率高的薄膜太阳能电池的产业化为在平流层内建设太阳能发电站提供了柔性薄膜电池技术和产品保证。 

 碳纤维技术的日益成熟和抗拉能力超过钢材数倍的碳纤维材料的广泛使用，使得平流层内放飞的翼片和地球之间的固定技术以及不同翼片之间的串接连接技术变得既可靠又轻便。 

 翼型翼片的空气动力学研究已相当成熟，制造满足具有风向改变而翼片无需转向的多向迎风飞行功能的翼片，在不同条件下获得合适的升力并使阻力相对较小的翼型结构、飞行迎角，如何获得适侯性好、质量轻的翼片材质等一系列问题都得到了深入的研究，为我们选用、制造适合平流层气动条件下大规模放置的飞行翼片提供了可靠的技术保证。对于低速飞行的翼片的飞行升力、阻力有如下计算公式： ；，在上述两式中：翼片的升力、翼片的升力系数、翼片的阻力、翼片的阻力系数、V翼片的飞行速度、S翼片的正投影面积、R翼片所处位置大气的密度，翼片的升力系数和翼片的阻力系数是一个受翼片结构、迎角等多种因素影响的一个综合系数，对于低速飞行的翼型翼片，4°为最小阻力迎角，在4°左右的迎角范围升阻比较大，可以获得较好的升力而飞行阻力较小，较小的阻力对大量飞行的翼片的固定、相互串接都是十分必要的。当迎角在0~4°的迎角范围进行调整，翼片的升力系数的范围会在0.2~0.7之间，我们选择较小值如：0.2，则在V=20m/s（取低值：夏季平流层内的流速较低时约为20m/s、冬季约在50 m/s）时，在离地面15km左右的平流层内空气的密度约为：R=0.156kg/m3，单位面积（1）的升力为=0.2×0.156×20×20×1=12.48kgf，计算表明在平流层内以20m/s飞行的结构合理的翼片能够产生相应的升力，当采用50g/的薄膜电池、应用碳纤维材料作翼片的骨架材料时1的总重量不会超过4.5kg，即使加上1面积对应的串接缆索和电源输送线等的重量每平方的平均重量不会超过5.5kg，单位面积翼片产生的升力足以托起翼片本身及其辅助材料的重量的。实际中，合理设计、合理设定迎角后翼片的升力系数会大于0.2数倍，在合理的阻力范围内增大迎角，如迎角增大到10°以上，翼片可以获得较大的升力系数如：1.0~1.4之间等。当平流层内的风速改变时，我们及时调整翼片的迎角，翼片的升力系数会得到提高或降低，就会满足托起翼片重量所需升力的需要，同时将翼片的飞行阻力控制在适当的范围，让固定缆索和串接缆索的受力在一个安全、可控制的范围内工作，这样整个系统就可有序运行。即使风速有时在低至10m/s左右，只要及时调整迎角，使翼片升力系数增加到0.8时，上述假定重量（每平方的平均重量不超过5.5kg）的翼片也会安然飞翔于平流层内。另外，合理设计的翼片，在0°左右的迎角时升力系数会在0.2左右，上述计算表明，此升力系数下翼片每平方的升力为12.48kgf，当翼片及其辅助材料每平方的平均重量不超过6.0kg、风速为20m/s以上时，翼片在平流层内0°左右的迎角时就可以很好飞行，因此，我们可以采用具有任意向迎风飞行功能的翼片，设计建造0°左右迎角的平流层地球温室效应缓冲带及太阳能发电系统，当风向随季节有所变化时无需调整迎角，这样可以减小运行控制难度、降低建造成本、提高运行稳定性。 

上述情况说明，现有的太阳能发电技术及现有的能被本发明利用的相关技术和产品均为平流层太阳能发电站的建设提供了强有力的技术和产品支持。 

发明内容

发明目的是：克服现有技术中的不足之处，充分利用地球外围的大气层内平流层中风速相对稳定，环境洁净，光照充分、光照时间长的特点，提供一种利用平流层中的条件和太阳能进行发电的装置。 

本发明是通过以下技术方案实现的： 

本发明是采用机翼升力产生的原理，在地球大气层中的平流层内放置若干个由相应材质制造的翼片结构，翼片结构的上表面敷设太阳能发电薄膜，翼片结构相对平流层内迎风的方向有一个迎角，多组翼片结构由连接缆索和支连接缆索串连在一起形成一个网，在多个串联结构形成的网络串体的四个端面分别系于四个或多个具有承担相应固定缆索重力后仍有富裕悬浮力的囊体上即小型系留囊体上，系留囊体除承担缆索重量外仍有富裕悬浮力是要具有相应的提升能力，这样释放缆索系留囊体就会上升，收绞缆索系留囊体就会下降。系留囊体通过固定缆索与固定于地球上的绞盘连接在一起，根据预测的风向、风速的变化、检测到的每根固定缆索的已释放绝对长度、期望实现的某个方向的迎风迎角等，通过计算机综合控制并分别自动调节绞盘，调节每根固定缆索的相对长度和绝对长度来调节串在一起的整个网络中翼型翼片结构两端的相对高度，进而实现调整每片翼片迎角的大小，满足翼片稳定飞行必须适时调整迎角以及季节转换时风向改变后必须大范围调整迎角的需求。如：当网络中其中一串翼片的总长度为10000m时，每片翼片的前后端沿分别串在连接缆索上，当整串翼片两端系留囊体的相对高度差在697m时，这时这串翼片上每片翼片就会有一个相对一致的迎角（697/10000）=4°，这样就实现了在系留囊体的协助作用下通过调整固定缆索的相对长度实现翼片迎角的及时调整；当采用单向翼片或虽采用多向翼片但希望翼片的迎风方向不需要经常改变时，通过调节两端固定缆索的绝对长度调整整串翼片结构的绝对高度，满足季节转换时平流层底层高度相应变化后整串的翼片仍处于离地面相对较低且风向相对稳定（如：在中纬度地区平流层底层风向稳定为西风）的平流底层内，保证吹向翼片的风向不改变，避免翼片迎角大范围调整过程中可能产生的不稳定因素，提高了平流层内放飞的翼片的持空稳定性。

由于本发明充分利用了平流层内的风能产生升力托起翼片，实现了翼片放飞于平流层内而无需额外动力（升力），所以造价低、结构简单、便于实施。同时，该翼片放飞于平流层内，不影响对流层内的天气状况，翼片数量、单片面积合理设置不但不会影响地球的生态环境，而且可以象对流层内的臭氧层的作用一样减少太阳对地球的辐射量，减弱太阳进入大气层内层（对流层）的热量，起到地球温室效应缓冲带的作用；这种大规模的翼片结构可以较为密集的设置于沙漠地带，大大减少沙漠地带的水分蒸发量、减少沙漠地区热量的摄入，对于沙漠治理、沙漠地带的环境改善具有根本的促进作用；这种大规模的翼片结构也可以较为密集的设置于远离人类生活空间的海洋上空，大大减少太阳对海水的辐射，有效降低海洋海水的吸热量、降低海水温度，有效阻止地球温室效应现象的发生；适量的翼片间隔设置于离地面10km以上的空中，太阳对地球的照射穿过翼片区域时设计为具有泛光照射功能的照明系统，对地球的光照强度会有所减弱，但不会产生部分区域无光可照的结果，据此我们可以在夏季较热的城市如：北京、武汉、郑州、孟买、新德里、巴哈瓦尔布尔等的平流层内设置适当间隔的翼片结构，阻止部分太阳辐射。翼片上部敷设太阳能发电薄膜进行太阳能发电，实现电能生产、供应和地球微环境改善双丰收。在离地面较近的平流层内背对阳光的一面温度在-50℃左右，较低的温度适宜太阳能电池板发出的电能的传递，因此该装置不需进行其它冷却措施，多个电池板串联后形成较高的电压，直接输送到地面变电站进行处理后供应到供电电网，也可在空间建立变电系统，以超高压方式直接输送到地面电网中。在间隔时差约为六个小时左右的三个时区内，如：非洲撒哈拉沙漠、中国戈壁沙漠、阿根廷巴塔哥尼亚沙漠等沙漠区域的部分上空分别建设三个规模基本相等的平流层太阳能发电站，单个电站规模为：在与地面面积16万平方公里对应的平流层内敷设太阳能薄膜，太阳能薄膜覆盖率在40%左右，薄膜电池的发电转换效率10%左右，平流层内接受到太阳的最大入射功率密度约为1260w/，考虑时差因素和太阳日照强度一天中随着时间变化不断变化等因素，三个电站相当于1.1个整装电站，总体发电能力约为：1.1×160000×1000×1000×0.4×0.1×1.260=88亿kw，根据报道，目前世界上各类型的发电站总装机容量为55亿kw，美国约为11亿kw，中国约为8.9亿kw，上述规模的平流层太阳能发电站正常运行就会连续不断的满足全世界的电力供应，同时有助于这些沙漠区域变为绿洲、地球温室效应现象的减弱；在间隔时差约为六个小时，其中有两个区域的时差大约在12小时的三个区域的海洋上空，分别建设三个适当规模的平流层发电站也会连续不断的满足全世界的电力供应，同时有助于降低海水温度、减弱地球温室效应现象。 

从上述的现有技术情况得知，现有的太阳能发电技术及涉及本发明现有技术和产品为平流层太阳能发电站的建设提供了强有力的技术和产品支持。 

另外，本发明与专利号为201020536850.0的实用新型专利相比具有性能稳定的优点，由于本发明中接受光照的遮阳带是由多个翼片组成，每个翼片面积较小，制造方便，而且便于按实际需要组成面积大的遮阳带；并且在遮阳带中如若有个别的翼片损坏了也不会影响发电装置的工作。 

附图说明

图1为实施例1示意图； 

图2为实施例1的另一种结构形式的示意图；

图3为实施例2示意图； 

图4为本发明中翼片与支连接缆索连接的一种连接方式；

图5为本发明中翼片与支连接缆索连接的第二种连接方式；

图6为本发明中翼片与支连接缆索连接的第三种连接方式；

图7为本发明中翼片与支连接缆索连接的第四种连接方式；

图8为本发明中翼片与支连接缆索连接的第五连接方式；

图9为本发明中一种典型翼片的主视示意图；

图10为本发明中一种典型翼片的俯视示意图；

图11为发明中一种典型翼片的右视示意图；

图12为本发明中第二种典型翼片的主视示意图；

图13为本发明中第二种典型翼片的俯视示意图；

图14为发明中第二种典型翼片的右视示意图；

图15为本发明中第三典型翼片的主视示意图；

图16为本发明中第三种典型翼片的俯视示意图；

图17为发明中第三种典型翼片的右视示意图；

图18为本发明中第四种典型翼片的主视示意图；

图19为本发明中第五种典型翼片的俯视示意图；

图20为发明中第五种典型翼片的右视示意图；

图21为本发明中第六种典型翼片的主视示意图；

图22为本发明中第六种典型翼片的俯视示意图；

图23为发明中第六种典型翼片的右视示意图。

具体实施方式

实施例1 

一种利用平流层物理条件进行太阳能发电的装置，包括：由翼片组成的受光照的遮阳带、每个翼片外层设置有太阳能发电膜、固定缆索、系统控制线、电能输送导线、与电能输送导线和系统控制线相连的控制柜组成，本实施例中，有三组翼片组由连接缆索3串联，每组翼片组上有四个翼片2，这四个翼片2由支连接缆索串接在一起，每个翼片2的外层均设置有太阳能发电膜5；这三组翼片组由连接缆索3串联在一起，它们共同组成遮阳带，所述的支连接缆索与连接缆索3形成了网状；固定缆索1与连接缆索3相连接；本实施例中固定缆索1由四条组成，即：第一条1.1、第二条1.2、第三条1.3、第四条1.4，它们依次相邻，第一条支连接缆索3.1的两端分别连接在第二条固定缆索1.2和第一条固定缆索1.1上，第二条支连接缆索3.2的两端分别连接在第二条固定缆索1.2和第四条固定缆索1.4上，第三条支连接缆索3.3的两端分别连接在第二条固定缆索1.2和第四条固定缆索1.4上，固定缆索的最高点与连接缆索的交汇处设置有四个能在平流层内悬浮的囊体4，所设置的囊体4位于遮阳带的连接揽索和支连接揽索的交汇处；囊体材料可采用金属材料、薄膜织物层复合材料等。囊体4的上部也敷设有太阳能发电膜5；电能输送导线6和系统控制线7敷设在各翼片的下方，并与每片翼片2相连，它们通过吊环8悬挂于连接缆索3和固定缆索1上，固定缆索下端与绞盘9连接，绞盘9固定在绞盘固定装置10上，绞盘固定装置10固定在地球上；控制柜11通过系统控制线7、电能输送导线6与翼片2、柔性太阳能发电薄膜5连接；由连接缆索3串联后的翼片组与平流层内迎风的方向有一个迎角，迎角为4°-4.2°。本实施例中的迎角是通过根据预测的风向、风速的变化、检测到的每根固定缆索的已释放绝对长度、期望实现的某个方向的迎风迎角等，通过计算机综合控制并分别调节绞盘，调节每根固定缆索的相对长度和绝对长度来调节串在一起的整个网络中翼型翼片结构两端的相对高度而得出，绞盘的调节方法可以采用人工调节，也可以采用自动调节。翼片2与支连接缆索连接的方法是：翼片2靠近相对应两边的边部与支连接缆索固连（如图4、5所示），或在翼片2的一条或两条中心线处由支连接缆索串接，在翼片2的外边有定位卡3.2（如图6、7、8所示），也可以是采用在翼片2的边沿区域或中间某个区域上设置的连接套环，翼片2通过连接套环与连接缆索或支连接缆索套接，连接套环和连接缆索或支连接缆索之间有间隙，使翼片有一定自由度，在连接缆索或支连接缆上设定限位挡环，限定翼片在连接缆索上的相应位置的方式进行连接。翼片2与支连接缆索的连接方式也可以是其他连接方式；支连接缆索与连接缆索采用固定连接。在该装置中电能输送到地面后与地面变送电系统连接即可。图1-2中箭头所示的方向为风向。

实施例2：本实施例中的遮阳带，有八组翼片组，它们由连接缆索3串联，每组翼片组上有七个翼片2，这七个翼片2由支连接缆索串接在一起，每个翼片2的外层均设置有太阳能发电膜5；这八组翼片组由连接缆索3串联在一起，串接形式与实施例1相同，支连接缆索与连接缆索的连接形式与实施例1相同；固定缆索的最高部位与连接缆索的交汇处，设置有十二个能在平流层内悬浮的囊体4，所设置的囊体4位置以遮阳带的中心线相对称；其他部件及结构和各部件之间的连接关系均与实施例1相同。如图3所示，图中箭头所示的方向为风向。 

本发明中的遮阳带由连接缆索3串联的翼片组可有3-N个，每组翼片组上的翼片2可为1-K个，所述的N为4、5、6及6以上的任何正整数；K为2、3、4、5、及5以上的任何正整数，K及N所选用的值可根据需要而确定。每组中相邻两翼片之间及相邻两组翼片之间有间距，它们之间间距的大小应在满足气动气流对相邻翼片的飞行不影响的前提下根据需要进行设置。 

平流层内悬浮的囊体4应根据承重及调节迎风角度的需要，在固定缆索与连接缆索交汇处的最高端或固定缆索与连接缆索和支连接缆索交汇处的最高端设置，平流层内悬浮的囊体4除可以在端点设置外（如实施例1）也可以间隔设置，或连续设置多个，但设置的悬浮囊体4的位置应该以遮阳带的中心线相对称。 

翼片2的结构如何优化，采用什么样的翼型、多大的展弦比、采用什么材质、翼片采用什么形式的承力结构等，在航空动力学中已经研究的十分成熟，实施中，可以根据平流层的气体流动特性进行设计、选择即可。所述的能够在大气平流层内多向或单向放飞的翼片的结构形式可多种多样、单片面积可大可小，可以是蝶形、方形、三角形、具有适当流线形状的片状结构等，也可从多个或单个方向迎风飞行的流线体结构。翼片2中可设置骨架，骨架应采用碳纤维材料制作。 

在平流层内的中上部风向随着季节转换有180°的变化、风速也有变化、偶尔有横向阵风出现等现象，我们的翼片可以设计为根据风向能够转向运行的翼片，但这样的结构复杂、运行稳定性较差；因此我们设计为翼片布置于连接缆索形成的网络上，能够随着缆索上下移动，不能转向运行，翼片的结构形状采用如图8-22中所示的能够满足多向迎风飞行要求的翼型，在风向转化或横向阵风出现时整串翼片只要能够根据风向改变及时调整迎角，就可确保翼片稳定飞行；而在中纬度区域的平流底层高度随季节变换有所变化但其风向一直为西风，根据这种气候特点我们可以设计单向飞行的翼片放飞于平流层底层，通过绞盘转动和悬浮囊体的综合作用确保翼片一直飞行于平流层底层内，并可根据需要及时调整迎角；本发明中迎角调整在2.5-13°即可。 

运行中绞盘转动和悬浮囊体的综合作用，是：①调节两端固定缆索的相对长度，来调节串接在一起的翼片结构前部和后部的相对高度，进而实现调整迎角的大小，满足风速变化、横向阵风出现及季节转换时风向改变后必须调整迎角的需求；②通过调节两端固定缆索的绝对长度和相对长度，调整所有翼片结构的绝对高度和翼片两端的相对高度，满足季节转换时平流层底层高度相应变化和翼片迎角调整的需求，保证所有翼片位置始终处于风向相对稳定（中纬度地区平流层底层风向稳定为西风）的离地面相对较低的平流底层内，提高平流层内放飞的翼片的持空稳定性。 

囊体与固定缆索的连接结构采用具有自动控制脱离功能的连接结构时，当囊体发生泄漏或因渗漏到一定程度不能再用时，可在地面放飞一只新的由套环环套于固定缆索上的囊体，沿着固定缆索放飞到预定位置，原来的囊体自动脱落后收回地面。 

本发明中在平流层内悬浮的囊体4也可更换为热气球或通电运转的旋转翼。 

翼片的放飞方法，可以采用热气球把翼片提升至平流层内进行放飞；采用大型系留囊体(如：承重100000kg)作为承载体，将大型系留囊体固定在相应位置，在系留囊体下下挂滑轮或滑轮组，将敷设有发电薄膜的翼片通过吊篮吊装于滑轮上，在地面用卷扬机拉动滑轮的悬挂绳索提升滑轮，反复多次将多组翼片升至平流层内，然后进行自动或人工辅助放飞；应用可在平流层飞行的直升飞机把翼片提升至相应空间后放飞。 

本发明中所采用的太阳能发电膜5可为美国的Nanosolar公司、First Solar公司、德国的Shell Solar GmbH等公司生产的产品。 

本发明中遮阳带中可以在其中一部分翼片的外层设置太阳能发电膜，而另一部分翼片的外层不设置太阳能发电膜，为了不浪费设备资源，应该在遮阳带中至少有三分之一翼片的外层设置有太阳能发电膜。 

本发明的结构也可用于防止太阳能辐射大气内层、减弱地球温室效应现象，若仅用于防止太阳能辐射大气层、减弱地球温室效应现象时，那么，在翼片和在平流层内有悬浮功能的囊体上就不需要设置太阳能发电薄膜，并且电能输送导线、控制线及控制柜也不需要设置。