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> 在中国北方,农业温室一般需要采用一定的加热方法来保持适合作物生长的室内温度。

随着现代农业的发展,我国的温室加热设备逐渐摒弃了传统的加热方式,如燃烧散煤和秸秆等不环保、不节能的加热方式,越来越多的新型加热设备开始应用于农业领域。

太阳能作为一种易得的可再生能源,以光热和光电利用等多种形式应用于农业供热。然而,太阳能本身是间歇性的,太阳能供暖系统在雨天或太阳辐射较少时难以利用,成本竞争力的不确定性制约了其在我国的广泛应用。

为了优化太阳能供暖系统,进一步满足温室供暖的环保和经济要求,一种基于太阳能利用的“太阳能+其他能源设备”的复合供暖方式开始出现,并在我国许多地方蓬勃发展。本文梳理了几种主要应用于农业领域的“太阳能+供暖”技术方案。

太阳能+空空气源热泵

空气体源热泵使用空气体作为热源,通过输入少量高品位能量(电能)将低品位热能转化为高品位热能。只需消耗少量电能,几倍的低温热能就可以通过压缩机的压缩转化为高温热能,可以有效节约高级电能,减少化石能源的消耗,减少环境污染。

太阳能热水系统+热泵互补系统结合了太阳能的清洁性和可再生性以及+气源热泵的节能性,是一种节能无污染的高效能源利用系统。空气源热泵技术与太阳能热水系统的有机结合,可以弥补雨天太阳能的不足,实现全天候利用。

天津金润田太阳能科技有限公司曾为天津苗圃基地设计了一套平板太阳能集热器+空空气源热泵供暖方案。以中广奥特为代表的+0+空气源热泵制造商也在积极为内蒙古等地的农业温室建设太阳能+0+空气源热泵供热模式。

太阳能+地源热泵

与+0气源热能类似,太阳能复合地源热泵系统是热泵联合利用太阳能和低品位热源的方式之一。地源热泵低品位能源的加入,可以克服太阳能受天气影响严重的缺点,使运行更加稳定,也在一定程度上解决了单一热源热泵的技术缺陷。

2018年,青海银丰科技有限公司开始在西宁市中城区建设青海省首个高原现代设施农业科技示范区,探索新能源多能源互补与设施农业相结合。它的一些系统采用太阳能槽集热器+地源热泵模式。

当阳光充足时,优先使用太阳能加热,太阳能加热加热水箱加热温室。当连续多雨的天气出现时,开启地源热泵进行加热,地源热泵吸收地下储存的热量,加热加热水箱对温室进行加热,解决了以往高原寒冷气候导致冬季无法正常生产高原温室,造成闲置浪费的问题。

太阳能+主动蓄热

太阳能+主动蓄热技术主要应用于日光温室设施农业。

日光温室是节能日光温室的简称。这是一种室内不加热的温室。它可以通过后壁吸收太阳能储存和释放热量,并保持一定的室内温度水平,以满足蔬菜作物生长的需要。通过在墙体上建造蓄热层,可以实现太阳能的昼夜转换,实现夜间供暖的需求。

2020年初,杨凌牟九温室科技有限公司与西北农林大学、河北工程大学共同开发的国内首个水模块主动蓄热日光温室在邯郸福东国家现代农业产业园建成并投入使用。

这项技术是专门为土壤采集困难的地区开发和设计的。墙的建造不需要土壤。整面墙是以水为主要成分的储热溶液储热保温体,可以充分利用太阳能在白天储热,在晚上释热,提高温室内的温度。

除了水模块主动蓄热日光温室外,旨在降低日光温室墙体厚度的温室相变蓄热复合墙体施工技术也在积极研发之中。

太阳能+短期蓄热系统

作为储能领域的重要组成部分,它具有安全性高、效率高、产量高、使用寿命长、容量大、材料环保等优点。它能有效弥补太阳能的间歇性缺点。高产、高安全、高效的蓄热设备和系统与太阳能加热系统的耦合是太阳能大规模利用和推广的关键。光伏+蓄热、光热+蓄热供热模式已经在农业领域广泛应用。

蓄热分为显热蓄热、相变蓄热和热化学蓄热。目前,几种常见的蓄热技术如水蓄热、固体蓄热和熔盐蓄热都应用于农业领域。

2019年11月19日,上海中如智辉能源集团有限公司提供的采用水蓄热技术的光电互补水蓄热供暖系统在张家口东山庄园项目中得到应用。白天光照充足时,利用屋顶光伏集热系统给蓄热水箱补充热量,夜间小功率时利用电锅炉增加热量,可有效降低运行成本。

此外,思安新能源有限公司的光热+高性能固体蓄热系统也已应用于农业。冀中能源井矿业集团正在张家口塞北管理区积极建设线性菲涅尔光热技术+熔盐蓄热农业光互补项目。

太阳能+季节性蓄热

跨季节蓄热供暖是在春季、夏季和秋季储存太阳能。冬季用于大型区域集中供热和热水供应。这是国内外最先进的太阳能集中供热新模式。它能及时有效地解决太阳能的供需匹配,空。最常用的跨季节蓄热方法是水蓄热和土壤蓄热。以穆哥为代表的太阳能跨季节蓄热技术制造商在四季农业领域得到了应用。

来源:国土报中文版

标题:“太阳能+”在农业供热领域的几种实现方法

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