光伏技術應用于現(xiàn)代養(yǎng)豬生產的討論

張 毅 張全生

（重慶市種畜場，重慶 400020）

光伏技術應用于現(xiàn)代養(yǎng)豬生產的討論

張 毅 張全生

（重慶市種畜場，重慶 400020）

能源是養(yǎng)豬場生產活動要素的重要部分，如仔豬的保溫需要熱源，飼料加工設備需要能源，豬只對光照也有一定的需求等。為了生豬產業(yè)可持續(xù)發(fā)展和提高效益，應因地制宜地考慮新能源的開發(fā)利用。光伏養(yǎng)豬是將現(xiàn)代清潔能源工程與傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)相結合，在養(yǎng)豬場屋頂建設光伏電站，用以改造和提升傳統(tǒng)養(yǎng)豬業(yè)并提供綠色能源的一種新型養(yǎng)豬方式。

光伏技術；養(yǎng)豬生產；應用

現(xiàn)代養(yǎng)豬生產是一門多學科交叉集成的邊緣科學，只有集合各類新科技才能生產安全優(yōu)質的豬肉產品并獲得最佳效益。首先在場址選擇時就涉及面積、地勢、水源、防疫、交通、能源、排污與環(huán)保等諸多方面，其他還有種、舍、管、料、病等，其中能源是養(yǎng)豬場生產活動要素的重要部分，當前考慮的能源主要是電源，部分豬場在設計時也考慮到沼氣的利用，滿足豬場的照明、取暖、減少惡臭、替代液化氣等。在我國部分電源短缺而其他養(yǎng)豬條件較好的邊遠山區(qū)，仍然很少考慮到太陽能的利用。在有限的能源漸進減少和資源枯竭的今天，節(jié)約資源、開發(fā)能源成為人類社會面臨的重大問題，也是全世界各行各業(yè)必須共同關注的內容。

光伏養(yǎng)豬是將現(xiàn)代清潔能源工程與傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)相結合，在養(yǎng)豬場屋頂建設光伏電站（圖1、圖2），用以改造和提升傳統(tǒng)養(yǎng)豬業(yè)并提供綠色能源的一種全新嘗試，美、日、歐和發(fā)展中國家都在廣泛開展這類技術研究開發(fā)，并制定出龐大的光伏技術發(fā)展計劃，不斷提高光伏材料的轉換效率和穩(wěn)定性，降低成本，擴大產業(yè)，形成商業(yè)化，使之成為21世紀的新能源。光伏技術是利用太陽能將光子轉化為電子的一個純物理過程，轉化過程不排放任何有害物質，是以低能耗、低污染、低排放為基礎的一種新的前沿科學技術，它是人類社會繼農業(yè)文明、工業(yè)文明之后的又一次重大進步，這種新的低碳經濟模式，是人類發(fā)展的第三個新階段，低碳的實質和內涵是通過低碳經濟和低碳生活生產方式，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。因此利用光伏技術養(yǎng)豬是一種回歸自然的新型生態(tài)養(yǎng)豬模式，也是低碳經濟發(fā)展模式的新探索，這是人類生存發(fā)展觀念的一次根本性轉變。

1 養(yǎng)豬生產與能源的需要

1.1 仔豬的保溫需要熱源

仔豬調節(jié)體溫的機能不健全，對寒冷的應激能力差。初生仔豬處于13～24℃的環(huán)境中，生活1小時體溫下降1.7℃以上。仔豬被毛稀疏，皮下脂肪很少，抗寒能力低，為此，冬季必須做好仔豬保溫工作。目前，給仔豬保溫的措施有：加厚墊料，這種方法經濟易行，保溫防潮，但往往溫度難控，達不到仔豬所需溫度；火源加熱，有煙道和炭爐，煙道有地上煙道和地下煙道，用煤炭等作燃料，但易發(fā)生火災、氣體中毒等事故；紅外線保溫燈，目前紅外線保溫燈應用較廣泛。具體是將紅外線燈泡吊掛在仔豬躺臥的護仔架上面或保溫間內給仔豬保溫取暖，并可根據(jù)仔豬所需的溫度隨時調整紅外線保溫燈的吊掛高度，保溫效果好；仔豬保溫板，電熱恒溫保暖板板面溫度26～32℃，調溫靈活，恒溫準確；還有遠紅外加熱仔豬保溫箱等。不管使用以上什么方式對仔豬保溫，原理都是供給熱能，都需要能源，后三種方式都取能于電源。

1.2 飼料加工設備需要能源

在養(yǎng)豬生產中，飼料的加工配制是很重要的環(huán)節(jié)，在飼料加工過程中各類機械如顆粒機、攪拌機、粉碎機、烘干機、提升機等都需要多少不同的能源。

1.3 豬只對光照的需求

盡管豬只對光照的要求不高，特別是育肥豬對光照要求并不強烈，但光照也是養(yǎng)豬生產中不可忽視的部分，光照時間、光照強度、光照制度等光環(huán)境參數(shù)是影響生豬生產的重要環(huán)境因素之一，直接或間接地影響豬的生產性能。如對公豬延長光照時間可提高公豬的性欲，增加光照強度可提高公豬的精液品質，公豬射精量、精子濃度都顯著增加；光照強度為45～60勒克斯的情況下，后備母豬性成熟可提早30～45天；有利于配種及妊娠母豬受胎和胚胎發(fā)育，可提高受胎率，減少妊娠期胚胎死亡，增加產仔數(shù)。哺乳母豬增加光照能刺激催乳素的分泌，泌乳量顯著增加，哺乳頻率提高，從而提高仔豬的斷奶體重。斷奶仔豬需要光照才能正常進食，否則影響生長發(fā)育。由于在建設豬舍時考慮到保溫的要求，或者因環(huán)境的限制達不到采光需要，就必須在豬舍內人工補充光照。

1.4 其他設備設施的能源需要

其他設備設施如消毒設備，辦公設施，監(jiān)測監(jiān)控等都需要能源，總之在養(yǎng)豬生產中，各環(huán)節(jié)都需要能源保障，過去我們主要是依靠供電、煤炭，沼氣等有限能源。為了生豬產業(yè)可持續(xù)發(fā)展和提高效益，應因地制宜地考慮新能源的開發(fā)利用。

2 光伏技術應用養(yǎng)豬生產的探索

圖1大型豬場利用太陽能

圖2小型豬場利用太陽能

光伏技術用于養(yǎng)豬生產是一個正在探索應用的新科技（圖1，圖2），據(jù)報道：河北定州國香養(yǎng)殖有限公司，投資興建了44棟光伏豬舍，屋頂采用人字架結構覆蓋了光伏電池板，寬敞明亮，可養(yǎng)一萬多頭豬，除了夏季，豬場的11棟產房、保育室均需要用電暖器加溫，耗電量較大，而這種屋頂不但能發(fā)電，還能達到冬暖夏涼的效果。同時在辦公區(qū)屋頂、飼料廠屋頂上安裝發(fā)電組件，每年發(fā)電量可達到1300余萬度，可以節(jié)約標準煤10萬噸、減排二氧化碳26萬噸。該養(yǎng)殖公司的生產生活用電完全實現(xiàn)了自給自足。不燒一塊煤，不冒一縷煙，豬舍暖洋洋，用電靠太陽。房頂發(fā)電、房內養(yǎng)豬，不僅節(jié)能而且減排，由于不愁用電，這里的豬過上了“幸福生活”。不僅環(huán)境靜悄悄，無粉塵，無異味，而且豬舍采用先進的地暖供熱及降溫、除濕、通風設施，舍內溫度、濕度恒定有保證，為豬只創(chuàng)建了一個有利于生長的良好環(huán)境，大大提高了仔豬的成活率和健康水平。與燃煤發(fā)電方式相比，太陽能光伏發(fā)電設備顯示了新能源環(huán)保又節(jié)能的巨大威力，一次性投資，長久受益。

云南大理光伏養(yǎng)殖基地是國家金太陽工程，由100個光伏農業(yè)溫室組成，薄膜光伏組件應用于農業(yè)溫室，在不額外占用土地的前提下，既可以利用太陽光發(fā)電，還能滿足農業(yè)養(yǎng)殖的環(huán)境需求，夜晚可利用白天所發(fā)電量提供光照，根據(jù)實際養(yǎng)殖需求，適當延長光照時間，在一定程度上可以提高農業(yè)養(yǎng)殖的產量。與此同時，發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)可以監(jiān)測溫室內的溫度、濕度，室外環(huán)境溫度、輻照度、發(fā)電功率、發(fā)電量等，有效掌控光伏系統(tǒng)的運行狀況。

為了探索新能源在養(yǎng)殖生產中的應用，我們配合國家扶貧項目在貴州省平塘縣部分高原山區(qū)將光伏技術用于養(yǎng)殖產業(yè)，特別在養(yǎng)羊生產中取得較好實效，為此，我們進一步探索討論將這一技術應用于養(yǎng)豬業(yè)。

3 討論

3.1 光伏技術的主要特點

太陽能是可再生能源，它資源豐富，是唯一能夠保證人類未來需求的能量來源，無需運輸，對環(huán)境無任何污染，為人類創(chuàng)造了一種新的生活和生產方式，目前在農業(yè)產業(yè)中也在廣泛探索研發(fā)。其優(yōu)點一是安全性，運行可靠、使用安全。二是廣泛性，我國太陽能隨處可取，可再生和環(huán)保，生產資料豐富（硅元素多）、建設地域廣（荒漠、建筑物等）、規(guī)模大小皆宜。三是免維護，太陽能發(fā)電沒有運動部件，不易損壞，維護簡單，使用壽命長（20～50年、工作25年效率下降20%），不必長距離輸送，免維護、無人值守。四是清潔性，太陽能發(fā)電不會產生任何廢棄物，沒有污染、噪聲等公害，對環(huán)境無不良影響，是理想的清潔能源；無燃料消耗、零排放、無噪聲、無污染。

3.2 關鍵技術

在設計過程中，需要涉足光伏發(fā)電、電氣設計、工程施工、養(yǎng)豬科學等一系列學科和專業(yè)知識，關鍵是把太陽能有效地轉化為養(yǎng)豬生產中各環(huán)節(jié)所需的熱能、光能、電能等，以確保豬群的生長繁殖。但應注意考慮以下幾個技術要點。一是項目地理位置選擇。要選擇地勢高燥，海拔較高，陽光充足的地方。二是豬舍設計應通風向陽，豬舍整體南北走向，雙坡屋架，兩面東西向采光。三是防雷抗震。由于選擇地勢較高，一定要安裝好完整的防雷系統(tǒng)，避免雷擊，同時注意建設中防震抗震。四是光伏發(fā)電可以與當?shù)仉娏Σ⒕W(wǎng)使用。若是豬場建在偏遠地區(qū)、牧區(qū)、海島、高原、荒漠和一些特殊處所，電網(wǎng)未覆蓋到位，可采取獨立離網(wǎng)技術。五是要配備儲能裝置。太陽能發(fā)電受氣候條件限制，存在間歇性，能量密度低，必須進行能源儲備；同時要充分利用豬場屋頂面積，這樣才能大面積有效采儲太陽能 （圖 3）。

在養(yǎng)豬規(guī)模上，采用“適度規(guī)模、多點分散、遠離人居密集地方”的養(yǎng)豬模式，這往往是電源稀缺的山區(qū)，有利于走健康養(yǎng)豬、疾病防控，生態(tài)養(yǎng)殖的道路，充分利用太陽能，采用節(jié)能設計。

圖3光伏技術用于養(yǎng)豬的結構示意圖

目前，我國太陽能的利用還不是很普及，中國在光伏技術研究和應用還是處于世界的下游水平，特別是多晶硅提純技術還很落后，利用太陽能還存在成本高、轉換效率低、相對投資大的問題，但我國太陽能資源十分豐富，適宜太陽能發(fā)電的國土面積和建筑物受光面積也很大，其中，青藏高原、黃土高原、冀北高原、內蒙古高原等太陽能資源豐富地區(qū)占到陸地國土面積的三分之二，具有大規(guī)模開發(fā)利用太陽能的資源潛力。

中央要求經濟平穩(wěn)較快發(fā)展、經濟結構要戰(zhàn)略性調整、轉變經濟發(fā)展方式、生產要向“資源節(jié)約型和環(huán)境友好型”發(fā)展。這些戰(zhàn)略性調整都與發(fā)展低碳經濟的要求完全一致，開發(fā)光伏技術充分利用太陽能源于生產，是各行業(yè)共同的使命。中國人多地少，資源貧乏，豬肉又是人類動物食品的主要來源之一，養(yǎng)豬業(yè)又是既消耗資源又污染環(huán)境的行業(yè)，為了滿足人類肉類食品需要，當前養(yǎng)豬業(yè)不得不向規(guī)模化的方向轉化，但在規(guī)?；瑫r應向資源節(jié)約型和環(huán)境友好型發(fā)展，因地制宜地考慮光伏技術的應用。

S818.9

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1673-4645（2013）09-0062-03

2013-08-03