寧夏太陽(yáng)能綜合利用途徑之我見(jiàn)

摘 要：寧夏氣候資源具有日照充足，光能充沛，光熱水等氣象因素匹配合理，但太陽(yáng)能有效利用率低；文章對(duì)全區(qū)太陽(yáng)能氣候資源特點(diǎn)的開(kāi)發(fā)和利用提出一點(diǎn)個(gè)人看法。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；資源開(kāi)發(fā)利用；途徑

1 農(nóng)業(yè)

1.1 太陽(yáng)能排水，降低銀北鹽堿化

寧夏銀北灌區(qū)地下水位高，長(zhǎng)期以來(lái)，排水耗費(fèi)了大量人力物力，一般以電力排水為主。2001年，自治區(qū)農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)項(xiàng)目辦公室在惠農(nóng)縣黃渠拐子萬(wàn)畝節(jié)水高效農(nóng)業(yè)示范項(xiàng)目區(qū)內(nèi)，結(jié)合工程節(jié)水，建立了2套太陽(yáng)能排水示范點(diǎn)，效果良好。該設(shè)施采用硅片將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，驅(qū)動(dòng)水泵排水，其突出優(yōu)點(diǎn)就是排水量與季節(jié)同步。輻射資源豐富的初夏至秋季，是銀北灌區(qū)地下水位居高不下的時(shí)期，恰恰是太陽(yáng)能最豐富的時(shí)期，排水降鹽能量最大，根據(jù)試驗(yàn)，該設(shè)備能驅(qū)動(dòng)1.5kW的潛水泵連續(xù)工作，如按4～8小時(shí)/天工作，平均日排水量達(dá)24～48m3/天。因設(shè)備投入較高，適合發(fā)展高優(yōu)農(nóng)業(yè)。該設(shè)備也適合在鹽池干旱區(qū)和農(nóng)牧區(qū)等電力缺乏地區(qū)作為生活、生產(chǎn)中作為抽水設(shè)備使用。

1.2 日光溫室

日光節(jié)能溫室是90年代我區(qū)發(fā)展起來(lái)的最普遍的太陽(yáng)能利用方式。目前已經(jīng)遍布全區(qū)，成為我區(qū)冬季蔬菜的主要來(lái)源。這些溫室把平時(shí)不能利用的冬季光熱資源充分利用起來(lái)，是我區(qū)太陽(yáng)能在農(nóng)業(yè)上的最主要應(yīng)用項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展，我區(qū)由原來(lái)的土溫室，發(fā)展到90年代中期的銀川1型、2型溫室，再到目前的標(biāo)準(zhǔn)化工廠溫室。覆蓋的薄膜也由普通棚膜發(fā)展到目前的無(wú)滴膜、有色膜和長(zhǎng)壽膜，光熱轉(zhuǎn)化效率也進(jìn)一步提高，由以前的冬季補(bǔ)償加溫到冬季免加溫，種植的蔬菜由大面積耐寒葉菜類(lèi)向大面積高經(jīng)濟(jì)效益的茄子、番茄、黃瓜等喜溫蔬菜和草莓等特色水果發(fā)展。根據(jù)冬季氣象條件和未來(lái)天氣預(yù)報(bào)，及時(shí)預(yù)報(bào)不同類(lèi)型的溫室室內(nèi)溫度，對(duì)冬季防寒、放風(fēng)非常有利，也對(duì)合理安排蔬菜類(lèi)型、品種生產(chǎn)和合理計(jì)劃產(chǎn)量高峰期和栽種、育苗期都非常重要，以便以科學(xué)指導(dǎo)和決策，產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)溫室相對(duì)濕度預(yù)報(bào)可及時(shí)防治溫室內(nèi)病害，對(duì)生產(chǎn)綠色食品極為重要。

1.3 地膜覆蓋

地膜覆蓋技術(shù)源于80年代，它能有效利用寧夏終霜前不穩(wěn)定的熱量資源，增加了輻射資源的利用率，使熱量資源不很豐富、但光能資源十分豐富的寧夏發(fā)揮了優(yōu)勢(shì)，其增溫保墑作用使作物生長(zhǎng)健壯，結(jié)實(shí)期提前，產(chǎn)量提高，效益增加。目前我區(qū)大部分作物采用地膜覆蓋栽培技術(shù)。特別是灌區(qū)各類(lèi)經(jīng)濟(jì)作物和山區(qū)主要糧食作物，各種作物地膜覆蓋下的適宜播種期、適宜揭膜期和水稻小弓棚育秧的高溫?zé)珙A(yù)報(bào)都需要根據(jù)未來(lái)天氣氣候預(yù)測(cè)與農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)緊密結(jié)合起來(lái)，開(kāi)展專(zhuān)業(yè)預(yù)報(bào)服務(wù)。

1.4 反光膜

反光膜技術(shù)是指在溫室后部或果樹(shù)背陰部鋪設(shè)反光膜，增加弱光部果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)。它也是太陽(yáng)能綜合利用的例子。我區(qū)一般在蘋(píng)果大田生產(chǎn)上應(yīng)用較多，改善果實(shí)著色，提高品質(zhì)。在溫室蔬菜生產(chǎn)上，溫室后部輻射較弱，采用該技術(shù)能增加后部輻射量，提高產(chǎn)量，改善品質(zhì)。

2 涉農(nóng)產(chǎn)業(yè)上

2.1 太陽(yáng)能畜舍

太陽(yáng)能畜舍在我區(qū)發(fā)展也較多，特別是實(shí)行退耕還林生態(tài)建設(shè)的今天，太陽(yáng)能羊圈、產(chǎn)羔房越來(lái)越多，寧夏南部山區(qū)在溫棚養(yǎng)雞、養(yǎng)牛、養(yǎng)羊、養(yǎng)豬等領(lǐng)域也越來(lái)越普遍。目前這方面的技術(shù)參差不齊，需要加大研究力度。

2.2 太陽(yáng)能養(yǎng)魚(yú)、魚(yú)苗

太陽(yáng)能養(yǎng)魚(yú)主要集中在利用太陽(yáng)能溫室或弓棚育苗技術(shù)，我區(qū)在這方面的研究、應(yīng)用相對(duì)薄弱，是氣象為農(nóng)業(yè)服務(wù)的切入點(diǎn)之一。

2.3 太陽(yáng)能地坑溫床栽培平菇

甘肅壟東地區(qū)采用該技術(shù)成功進(jìn)行了平菇試驗(yàn)示范，形成了一定生產(chǎn)規(guī)模。由于甘肅與寧夏的氣候極其相似，在寧夏進(jìn)行大規(guī)模推廣是可行的，其具體農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)有待研究。目前我區(qū)一般采用溫室方式生產(chǎn)蘑菇。

3 生態(tài)環(huán)境上

太陽(yáng)能-風(fēng)能補(bǔ)償式發(fā)電提水設(shè)備：采用風(fēng)能發(fā)電提水，建設(shè)中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，可開(kāi)展滴灌、噴灌等節(jié)水灌溉，并提供牲畜飲水和生活用水。根據(jù)研究，寧夏鹽池荒漠化草場(chǎng)年平均有效風(fēng)能密度約為120w·m-2，年平均有效風(fēng)能儲(chǔ)量為562kwh·m-2，3～20m·s-1有效風(fēng)速累積4680h，有效風(fēng)速出現(xiàn)時(shí)間百分率為53%。中國(guó)北方牧區(qū)的干旱草場(chǎng)、綠洲中有小型水庫(kù)、湖泊或水塘的地區(qū)，相對(duì)揚(yáng)程不大的情況下，太陽(yáng)能-風(fēng)能補(bǔ)償式發(fā)電提水可發(fā)展人工灌溉草場(chǎng)和家庭經(jīng)營(yíng)型小型農(nóng)牧場(chǎng)，解決人畜飲水。

如采用家庭用小型太陽(yáng)能——風(fēng)能發(fā)電機(jī)，可帶動(dòng)一般家用電器穩(wěn)定工作，可滿(mǎn)足無(wú)電供應(yīng)的北方荒漠化草場(chǎng)農(nóng)牧民生活用電。因此，我區(qū)太陽(yáng)能、風(fēng)能潛力和互補(bǔ)性研究與相關(guān)氣象服務(wù)是該產(chǎn)業(yè)建設(shè)選址和發(fā)展的關(guān)鍵。

4 生活上

4.1 太陽(yáng)能熱水器

太陽(yáng)能熱水器是我國(guó)太陽(yáng)能工業(yè)蓬勃發(fā)展的最主要產(chǎn)品、與彩電、冰箱、空調(diào)、電腦并稱(chēng)為目前市場(chǎng)上的五大產(chǎn)品。寧夏太陽(yáng)能資源十分豐富，太陽(yáng)能熱水器已經(jīng)成為消費(fèi)潮流。熱水溫度與天氣條件息息相關(guān)，根據(jù)天氣條件開(kāi)展熱水溫度預(yù)測(cè)和極端最低溫度對(duì)熱水器受凍的可能影響，是目前尚未開(kāi)展的研究。

4.2 太陽(yáng)能堿水淡化

太陽(yáng)能堿水淡化是最近發(fā)展起來(lái)的適用技術(shù)，投資少，能徹底解決我區(qū)南部山區(qū)廣大群眾吃苦鹵水的歷史，使人們能天天吃上純凈水，消除氟斑牙等因水質(zhì)而形成的地方病，是一項(xiàng)造福人民的事業(yè)。主要是在封閉的弓棚內(nèi)建立蓄水池，利用太陽(yáng)能將當(dāng)?shù)貕A水蒸發(fā)，通過(guò)匯流裝置將蒸發(fā)的蒸餾水收集到容器中或通過(guò)水管供水，一般能解決春季、夏季、秋季家庭生活用水。該技術(shù)目前在鹽池縣推廣，預(yù)計(jì)將很快推廣至整個(gè)南部山區(qū)。

5 工業(yè)上

5.1 太陽(yáng)能發(fā)電

太陽(yáng)能發(fā)電一般在國(guó)外發(fā)展較多，如美國(guó)西部的太陽(yáng)能陣列，把太陽(yáng)能加熱的熱水通過(guò)匯集的管道集中起來(lái)，驅(qū)動(dòng)蒸汽渦輪式發(fā)電機(jī)組發(fā)電。我國(guó)目前在風(fēng)力發(fā)電上發(fā)展較為迅速，如新疆達(dá)板城、內(nèi)蒙古小風(fēng)電和寧夏規(guī)劃的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)等，但在太陽(yáng)能發(fā)電上還沒(méi)有形成規(guī)模，僅開(kāi)展較小的試驗(yàn)，仍然屬于試驗(yàn)階段。

5.2 太陽(yáng)能電池

太陽(yáng)能電池是成熟的工業(yè)，特別是在小功率的電器中應(yīng)用較多，如太陽(yáng)能手表、計(jì)算器等，太陽(yáng)能電池陣列可提供如衛(wèi)星的供電系統(tǒng)工作的能源。可以想象，隨著能量轉(zhuǎn)化效率的提高，太陽(yáng)能電池必將取得更廣闊的應(yīng)用空間。

利用太陽(yáng)能獲取能量，把能量轉(zhuǎn)化成電能，無(wú)論在工業(yè)、汽車(chē)業(yè)還是航天業(yè)、電池業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用，這里就不一一例舉了。