淺析太陽(yáng)能投餌機(jī)光伏供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

于海麗

摘 要：在高科技時(shí)代的引領(lǐng)下，我國(guó)各方面都實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步的發(fā)展。然而，在這樣的一種看似比較好的情勢(shì)之下，我國(guó)的環(huán)境卻出現(xiàn)了被大肆污染的現(xiàn)象，且我國(guó)各種能源的使用也出現(xiàn)了極度浪費(fèi)的現(xiàn)象。這些不好現(xiàn)象的出現(xiàn)，不僅會(huì)影響到人們的生活、生產(chǎn)、學(xué)習(xí)和工作，還會(huì)給整個(gè)國(guó)家?guī)?lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。于是，為了能夠有效的解決這些問(wèn)題，國(guó)家相關(guān)部門開始大倡對(duì)太陽(yáng)能這種新型能源的使用。對(duì)此，該文將針對(duì)太陽(yáng)能這種新型能源在我國(guó)漁業(yè)當(dāng)中的利用，對(duì)太陽(yáng)能投餌機(jī)光伏供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的分析和探究。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能 投餌機(jī) 新型能源 光伏供電系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：S969.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）02（b）-0101-02

1 簡(jiǎn)析太陽(yáng)能投餌機(jī)

1.1 分析投餌機(jī)

投餌機(jī)也被人們廣泛的稱之為“投飼機(jī)”，它是一種專門給農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖目標(biāo)進(jìn)行定時(shí)、定量的投喂顆粒狀或者是粉末狀的機(jī)械設(shè)備。投餌機(jī)的種類有很多，如果只是單一的從它的驅(qū)動(dòng)類型上去劃分的話，可以分為：電動(dòng)投餌機(jī)、魚動(dòng)式投餌機(jī)和太陽(yáng)能投餌機(jī)這三種，但如果是從投放飼料的方式上去進(jìn)行劃分的話，可以將其分為：離心式投餌機(jī)和氣力式投餌機(jī)這兩種。

1.2 簡(jiǎn)析我國(guó)漁業(yè)中投餌機(jī)使用的現(xiàn)狀

在20世紀(jì)90年代中期以后，我國(guó)農(nóng)戶因?qū)ν娥D機(jī)的使用，而讓農(nóng)業(yè)增產(chǎn)了11%左右，同時(shí)還節(jié)約了養(yǎng)殖飼料16%左右。也正是這個(gè)原因，投餌機(jī)逐漸被更多的漁戶所認(rèn)識(shí)。于是，漁戶在對(duì)投餌機(jī)進(jìn)行了更為深入的了解之后，便將投餌機(jī)廣泛的應(yīng)用在了魚群的養(yǎng)殖過(guò)程當(dāng)中。但是，就目前的情況來(lái)看，漁戶對(duì)投餌機(jī)的使用雖然提高了魚的產(chǎn)量，并節(jié)省了不少的養(yǎng)殖飼料。但是，因投餌機(jī)自身就是一個(gè)需要利用電能來(lái)對(duì)其進(jìn)行供電的機(jī)械設(shè)備。所以，這就從很大程度上提高了漁戶的用電總量，也間接性的增加了漁戶在電能上的投資數(shù)目。而漁戶用電總量的增加，也勢(shì)必會(huì)給我國(guó)的電能生產(chǎn)造成一定的壓力。其次，在一些經(jīng)濟(jì)比較貧瘠或者地勢(shì)比較偏僻的地方，因我國(guó)的電力根本就難以輸送到那里，從而大大增加了這些地方漁業(yè)生產(chǎn)的難度。于是，為了讓我國(guó)偏僻的地區(qū)以及經(jīng)濟(jì)比較貧瘠的地區(qū)，也能夠通過(guò)漁業(yè)逐漸發(fā)展起來(lái)，考慮將太陽(yáng)能引用到投餌機(jī)當(dāng)中，并以此來(lái)作為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出一個(gè)太陽(yáng)能投餌機(jī)光伏供電系統(tǒng)是非常有必要的。

2 試析太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)

2.1 分析太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)

太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)是一種把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能的供電系統(tǒng)，它利用的是光生伏特效應(yīng)。太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)可以分為三種，它們分別是：獨(dú)立太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)、并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)以及分布式太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)。

太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)的組成部件有很多，比如有：蓄電池、逆變器、太陽(yáng)能電池以及控制器等等。太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)的特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)：（1）使用壽命較長(zhǎng)。（2）對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何污染。（3）能夠利用太陽(yáng)能進(jìn)行獨(dú)立發(fā)電。（4）可靠性較高。（5）光伏供電系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行。

2.2 簡(jiǎn)析太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)的供電原理

太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)的供電原理是：利用光電效應(yīng)，把太陽(yáng)光產(chǎn)生的輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，而光能與電能的基本裝置就是太陽(yáng)能電池。于是，太陽(yáng)能電池也是一種由于光生伏特效應(yīng)而把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換為電能的部件，它是一個(gè)屬于半導(dǎo)體性質(zhì)的光電二極管，當(dāng)太陽(yáng)光照射到這個(gè)光電二極管上面的時(shí)候，光電二極管就會(huì)把光能轉(zhuǎn)換成電能，從而產(chǎn)生電流，為其它機(jī)械提供電能。

2.3 試析太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的因素

在對(duì)太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要充分考慮到以下幾個(gè)因素：（1）分析太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)需要承受的負(fù)載總功率的大小。（2）確定太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)每天需要工作的時(shí)長(zhǎng)。（3）考慮太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)安裝的地理位置，以及它所處的環(huán)境條件和天氣條件。（4）把當(dāng)?shù)氐奶?yáng)光照射情況作為太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。（5）考慮太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)中輸出電壓值的有效范圍。（6）明確太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)選用的究竟是直流電壓還是交流電壓。（7）充分了解太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)中各電器的電阻性和電容性。

3 探究光伏供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 對(duì)蓄電池的選擇

在蓄電池的選擇上，最好選用免維護(hù)的鉛酸蓄電池。這里所提及到的免維護(hù)的鉛酸蓄電池，它采用的是20世紀(jì)90年代最新設(shè)計(jì)的全密封結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)代化的生產(chǎn)工藝。所以，它具有很多的優(yōu)點(diǎn)，并且它的電容可以在-30～60°范圍之內(nèi)的環(huán)境溫度下進(jìn)行正常的工作。現(xiàn)對(duì)這種免維護(hù)的鉛酸蓄電池的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的概括，可以將其分為以下幾點(diǎn)：（1）對(duì)電解液的消耗量比較小。（2）它不需要技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行定期的維護(hù)。（3）基本不需要補(bǔ)充蒸餾水。（4）能夠耐震、耐高溫。（5）使用壽命較長(zhǎng)。（6）能夠與太陽(yáng)能電池很好的結(jié)合在一起，而不會(huì)產(chǎn)生任何沖突。（7）對(duì)環(huán)境無(wú)污染。（8）安全性能較高。

3.2 對(duì)太陽(yáng)能電池的設(shè)計(jì)

針對(duì)太陽(yáng)能電池，現(xiàn)對(duì)它的組件進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)：（1）其串聯(lián)數(shù)目能夠?qū)ο到y(tǒng)的電壓造成直接性的影響。因此，在為其設(shè)定串聯(lián)數(shù)目的時(shí)候，一定要對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)的分析，然后再為其選取一個(gè)較為合理的串聯(lián)數(shù)目。（2）嚴(yán)格的依照串聯(lián)數(shù)目的計(jì)算公式，去對(duì)該組件的串聯(lián)數(shù)目進(jìn)行合理的計(jì)算。（3）串聯(lián)數(shù)目的計(jì)算公式為：串聯(lián)數(shù)目等于電池電壓處于最小與正常狀態(tài)時(shí)的電壓比值。

4 太陽(yáng)能投餌機(jī)光伏供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)太陽(yáng)能投餌機(jī)光伏供電系統(tǒng)的時(shí)候，需要考慮的地方比較多，比如：投餌機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需要的實(shí)際功率、投餌機(jī)的最佳運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)、投餌機(jī)電源的選擇以及當(dāng)?shù)厮幍牡乩憝h(huán)境、自然環(huán)境和天氣環(huán)境等等。因此，為了能夠充分考慮到這些因素，現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能投餌機(jī)光伏供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的分析和探究。

4.1 對(duì)投餌機(jī)進(jìn)行選擇

在對(duì)投餌機(jī)進(jìn)行選擇的時(shí)候，一定要對(duì)投餌機(jī)所投放的環(huán)境進(jìn)行全面的了解，本文針對(duì)的是漁戶對(duì)投餌機(jī)的使用，所以在此特意選擇一個(gè)電源供電方式為直流的投餌機(jī)，也就是人們現(xiàn)在常說(shuō)的“魚塘投餌機(jī)”。該投餌機(jī)的工作原理是：通過(guò)被人們固定在魚塘邊，然后定時(shí)、定量的對(duì)魚塘中的養(yǎng)殖魚進(jìn)行顆粒狀或者是粉末狀飼料的喂養(yǎng)。該投餌機(jī)的實(shí)際參數(shù)主要有以下幾個(gè)：（1）額定電壓：12V。（2）額定功率：100瓦特。（3）最大功率：240瓦特。（4）轉(zhuǎn)速：每秒1355轉(zhuǎn)。（5）一次性投餌量的范圍處于70KG-155KG之間。

另外，因?yàn)樵跐O戶養(yǎng)殖魚苗的過(guò)程當(dāng)中，投餌機(jī)并不會(huì)一直處于一個(gè)運(yùn)行的狀態(tài)之下。所以，漁戶只要依據(jù)魚苗對(duì)飼料的需求，設(shè)定好一個(gè)合理的時(shí)間段將投餌機(jī)打開就可以了。

4.2 對(duì)參數(shù)的設(shè)計(jì)

現(xiàn)舉一例，對(duì)太陽(yáng)能投餌機(jī)光伏供電系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。

新疆昌吉市地處歐亞大陸中心，準(zhǔn)噶爾盆地的南緣地帶，位于東經(jīng)85°34′至91°32′，北緯43°06′至45°38′6，年日照時(shí)數(shù)為2700小時(shí)，太陽(yáng)年輻射總量為133.6Wh，且該市每天太陽(yáng)光直射的時(shí)長(zhǎng)為2.97小時(shí)。于是，針對(duì)這些數(shù)據(jù)就可以得出，適用于該市的太陽(yáng)能投餌機(jī)光伏供電系統(tǒng)所需要的參數(shù)為：（1）220伏的額定電壓。（2）出現(xiàn)陰沉天氣時(shí)的最長(zhǎng)周期為5天。（3）每天平均工作的時(shí)長(zhǎng)為2個(gè)h。（4）功率最大為400W。

4.3 考慮太陽(yáng)能投餌機(jī)光伏供電系統(tǒng)的使用環(huán)境

對(duì)使用環(huán)境的考慮，主要可以從以下幾個(gè)方面去進(jìn)行：（1）該地區(qū)每天被太陽(yáng)光輻射的總量。（2）該地區(qū)每天被太陽(yáng)光直射時(shí)的時(shí)長(zhǎng)。（3）該地區(qū)出現(xiàn)過(guò)的連續(xù)陰沉天氣的最長(zhǎng)周期。（4）兩個(gè)連續(xù)陰沉天氣周期之間的最長(zhǎng)天數(shù)和最短天數(shù)。（5）考慮該地區(qū)所處的地理位置。

總之，在對(duì)太陽(yáng)能投餌機(jī)光伏供電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要充分考慮到該它的使用環(huán)境。否則，該太陽(yáng)能投餌機(jī)光伏供電系統(tǒng)就發(fā)揮不出最大的效能，比如：如果在對(duì)新疆昌吉市的太陽(yáng)能投餌機(jī)光伏供電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，如果沒(méi)有把新疆昌吉市當(dāng)?shù)氐年幊撂鞌?shù)周期充分考慮進(jìn)去，那么就會(huì)讓設(shè)計(jì)出來(lái)的太陽(yáng)能投餌機(jī)光伏供電系統(tǒng)達(dá)不到當(dāng)?shù)貪O戶的需求，從而大大減少了漁戶的經(jīng)濟(jì)效益。

4.4 考慮對(duì)投餌機(jī)的供電時(shí)長(zhǎng)

一般來(lái)說(shuō)，投餌機(jī)是不需要一天24h都為它進(jìn)行供電的。相反，只要在魚群進(jìn)食的那段時(shí)間為投餌機(jī)進(jìn)行供電，使它能夠定時(shí)、定量的將魚料投放到魚塘里面去可以了。因此，在設(shè)計(jì)太陽(yáng)能投餌機(jī)光伏供電系統(tǒng)的時(shí)候，就可以把太陽(yáng)能和普通的城市供電合理的聯(lián)系在一起，也就是使用“太陽(yáng)能-城市供電”這種交叉混合的供電方式來(lái)對(duì)投餌機(jī)進(jìn)行供電。其中，該供電方式的好處有三點(diǎn)：（1）減少投餌機(jī)對(duì)太陽(yáng)能供電系統(tǒng)電能的耗費(fèi)總量。（2）讓投餌機(jī)可以實(shí)現(xiàn)“運(yùn)轉(zhuǎn)—工作—休息—運(yùn)轉(zhuǎn)”的這一循環(huán)工作流程。（3）減少了因?qū)Τ鞘须娔艿南?，而給環(huán)境造成的污染。

4.5 對(duì)太陽(yáng)能構(gòu)建一個(gè)較為科學(xué)的方陣

為了能夠給太陽(yáng)能構(gòu)建一個(gè)較為科學(xué)的方陣，現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行深入的分析，并總結(jié)出以下兩點(diǎn)：（1）在為太陽(yáng)能構(gòu)建科學(xué)方陣的前一階段，就要對(duì)本地區(qū)的天氣情況進(jìn)行合理的分析，比如：太陽(yáng)光每天的輻射總量、太陽(yáng)光直射時(shí)的時(shí)長(zhǎng)以及太陽(yáng)光每天的照射情況等等。（2）把天氣分析的結(jié)果作為基礎(chǔ)，利用特定的公式合理的計(jì)算出該方陣的傾角。

值得提出來(lái)的是，在對(duì)傾角進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，還應(yīng)當(dāng)把城市高層樓宇或者是山脈對(duì)太陽(yáng)光的吸收也一起考慮進(jìn)去。

5 太陽(yáng)能投餌機(jī)光伏供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)給我國(guó)帶來(lái)的影響

太陽(yáng)能投餌機(jī)光伏供電系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如：節(jié)能、不污染環(huán)境。因此，它在我國(guó)農(nóng)業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用，必定會(huì)給我國(guó)造成巨大的影響。現(xiàn)針對(duì)太陽(yáng)能投餌機(jī)光伏供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)其給我國(guó)造成的影響進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析與探究，并總結(jié)出以下幾點(diǎn)：（1）提高了我國(guó)對(duì)新能源的利用率。（2）節(jié)約了我國(guó)的城市電能，讓我國(guó)的城市電能能夠一直都處在一個(gè)比較充足的情況之下。（3）太陽(yáng)能的使用，從很大程度上降低了我國(guó)環(huán)境污染的程度。（4）提高了我國(guó)農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。（5）促進(jìn)了我國(guó)農(nóng)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。（6）提高了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水平。（7）改善了一些貧瘠地區(qū)和偏僻山區(qū)的漁業(yè)困境及供電困境。（8）讓我國(guó)的漁業(yè)實(shí)現(xiàn)了全國(guó)化發(fā)展的這一目的。（9）增加了我國(guó)農(nóng)業(yè)當(dāng)中每個(gè)農(nóng)戶的投資效益。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，太陽(yáng)能作為一種新型的清潔性能源，它能夠被我國(guó)各個(gè)行業(yè)更為廣泛的利用起來(lái)，不論是對(duì)行業(yè)自身，還是對(duì)我國(guó)廣大人民群眾來(lái)說(shuō)，都是大有裨益的。于是，為了提高魚戶的投資效益，也為了改善一些偏僻地區(qū)以及經(jīng)濟(jì)貧瘠地區(qū)的漁業(yè)現(xiàn)狀和供電現(xiàn)狀，將太陽(yáng)能合理的利用到投餌機(jī)當(dāng)中，并以此來(lái)設(shè)計(jì)出一個(gè)完善的太陽(yáng)能投餌機(jī)光伏供電系統(tǒng)，是一件非常有價(jià)值意義的事情。

參考文獻(xiàn)

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