太陽能技術(shù)在農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用

摘 要：本文分析了在東北地區(qū)農(nóng)村地區(qū)住房的建筑能耗情況，介紹了太陽能技術(shù)在農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用情況，總結(jié)了農(nóng)村地區(qū)太陽能發(fā)展存在的問題，并提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：太陽能;被動式太陽能;農(nóng)村住房

1 引言

《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃（2017-2020年）》提供的數(shù)據(jù)顯示，目前，我國北方地區(qū)取暖用煤年消耗約4噸標煤，其中散燒煤（含低效小鍋爐用煤）約2億噸標煤，主要分布在農(nóng)村地區(qū)。截至2020年底，我國北方地區(qū)城鎮(zhèn)建筑取暖面積141億平方米，農(nóng)村建筑取暖面積65億平方米。農(nóng)村建筑取暖面積占總?cè)∨娣e的31.6%，而取暖用煤量占總?cè)∨妹毫康慕?0%。另據(jù)統(tǒng)計，農(nóng)村取暖建筑中僅20%采取了一定節(jié)能措施。因此，農(nóng)村地區(qū)取暖建筑的節(jié)能潛力巨大，有限利用豐富的太陽能資源是降低農(nóng)村地區(qū)建筑能耗、建設(shè)美麗鄉(xiāng)村、推進碳達峰的重要途徑之一。

2 農(nóng)村住房及采暖能耗情況

目前，農(nóng)村絕大多數(shù)的住房墻體為未做保溫的370mm后磚墻，窗戶多為單框雙玻推拉塑鋼窗或雙層單玻鋁合金推拉窗，保溫性、嚴密性較差;雖然農(nóng)村供熱功能耗占供熱總能耗的66.1%，住宅室內(nèi)熱舒適度卻遠不如城鎮(zhèn)住宅。隨著農(nóng)村住房條件的不斷改善以及人民對生活質(zhì)量要求的提升，若不采取相應(yīng)節(jié)能措施，農(nóng)村冬季采暖能耗必然會快速增加。

以遼寧省為例，據(jù)遼寧省統(tǒng)計年鑒顯示，截至2020年底，遼寧省共有鄉(xiāng)鎮(zhèn)857個，自然村11319個，717.4萬戶，2292.4萬人，遼寧省農(nóng)村人均住房面積33.7㎡。

《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃（2017-2020年）》數(shù)據(jù)顯示，農(nóng)村平均綜合能耗約27kg標煤/平方米，農(nóng)村供熱綜合總能耗約2084.35萬噸標煤。農(nóng)村供熱能耗占全省供熱總能耗的66.1%。

3 太陽能技術(shù)在農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用

以遼寧省為例，年太陽總輻射量在4513～5344MJ/㎡之間，平均年太陽輻射量為5003MJ/㎡;年日照時數(shù)2139～2938h，年平均日照時數(shù)為2534h。屬于太陽能資源三類地區(qū)。

近幾年，綠色發(fā)展理念逐漸深入人心，各種有效利用太陽能的技術(shù)、產(chǎn)品層出不窮，加上政府的大力宣傳推廣和農(nóng)村人民經(jīng)濟水平的提高，諸如被動式太陽房、太陽能發(fā)電、太陽能路燈、太陽能熱水、太陽能采暖等技術(shù)越來越多的出現(xiàn)在農(nóng)村地區(qū)，有效改善了農(nóng)村人民的生活質(zhì)量。

3.1被動式太陽房的應(yīng)用

被動式太陽房的優(yōu)點體現(xiàn)于以下幾個方面：

（1）構(gòu)造簡單，無復(fù)雜機械裝備及復(fù)雜的管道通風系統(tǒng);

（2）造價較低，太陽房的工程造價僅比普通工程造價增加12%左右，容易被人們接受;

（3）維護管理方便，不需要專業(yè)技術(shù)人員維護管理。

以上優(yōu)點尤其適用于層數(shù)較低、工程造價不高、周圍無其他建筑遮擋采光的農(nóng)村建筑。因此近年來，被動式太陽房技術(shù)在農(nóng)村地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用。

農(nóng)村地區(qū)被動式太陽能技術(shù)主要應(yīng)用在農(nóng)村住宅、農(nóng)村中小學校舍、村鎮(zhèn)辦公室、敬老院等建筑中，應(yīng)用技術(shù)主要以被動式采暖技術(shù)為主，應(yīng)用形式主要以直接受益式、附加陽光間式應(yīng)用最為廣泛。另外，受造價影響，簡易的附加陽光間式的應(yīng)用扔占相當大的比例。

3.2太陽能采暖技術(shù)應(yīng)用

相比于城鎮(zhèn)住宅，農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用太陽能采暖系統(tǒng)有特定的優(yōu)勢，如村莊選址多在向陽坡地，建筑朝向多為坐北朝南，建筑布局互不遮擋，大氣透明高等。通過對某縣太陽能采暖項目案例的測試分析，結(jié)果表明，在農(nóng)村地區(qū)綜合利用附加陽光間和太陽能采暖系統(tǒng)，室內(nèi)平均溫度基本能夠保持在14℃以上，滿足農(nóng)村住房主要房間冬季采暖室內(nèi)設(shè)計計算溫度14～18℃的要求。

3.3太陽能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國分布式光伏電站（主要為屋頂光伏）從2012年起步入爆發(fā)式增長期，2016年新增裝機容量達到1GWp，按照每年新增分布式光伏發(fā)電量增長20%的能力估算，到2020年底，可新增分布式光伏發(fā)電332億度電，折合約720噸標準煤，減少二氧化碳排放量1778萬噸，減少二氧化硫排放量14.4萬噸，減少粉塵排放量7.2萬噸。在國家光伏發(fā)電項目爆發(fā)式增長的大背景下，農(nóng)村地區(qū)掀起了一場“屋頂革命”，有限利用住房屋面空間設(shè)置光伏發(fā)電系統(tǒng)，不僅解決了日常生活用電需求，還能帶來一定的經(jīng)濟收益。

4 存在的問題

4.1農(nóng)村建筑節(jié)能水平較低

農(nóng)村地區(qū)的很多住房墻體缺乏保溫措施，熱工性能較差;外窗多為單框雙玻推拉塑鋼窗或雙層單玻鋁合金窗，人工性能和密封性均較差，到時取暖過程中熱量損耗較大。

4.2取暖消費方式落后

受長期以來的觀念、習慣等因素影響，相當數(shù)量農(nóng)村取暖用戶仍依賴傳統(tǒng)、落后的供暖方式滿足取暖需求，對新的清潔供暖方式接受度較低。

4.3太陽能采暖和光伏發(fā)電系統(tǒng)初期投入較大

隨著生產(chǎn)技術(shù)的進步和生產(chǎn)效率的提高，相關(guān)產(chǎn)品價格已經(jīng)大幅度降低，但對一些農(nóng)村住戶來講，初期投入資金仍然難以負擔。

5 結(jié)論與建議

5.1建議相關(guān)部門制定并出臺農(nóng)村建筑節(jié)能改造和太陽能應(yīng)用財稅補貼正常，加大農(nóng)村地區(qū)特別是貧困地區(qū)建筑節(jié)能及太陽能專項資金的投入力度，推動農(nóng)村太陽能技術(shù)應(yīng)用全面、快遞發(fā)展。

5.2加強被動式太陽房技術(shù)研究，特別是建筑朝向、外立面、建筑構(gòu)造等方面研究，并與太陽能采暖、太陽能發(fā)電、吊炕、沼氣、秸稈相結(jié)合，實現(xiàn)農(nóng)村能源的綜合利用，向生態(tài)建筑過渡。

5.3太陽能技術(shù)在農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用取得了快速的發(fā)展，實踐標煤大部分農(nóng)村地區(qū)均適合應(yīng)用被動式太陽房、太陽能取暖、太陽能光伏等技術(shù)。農(nóng)村住房采暖綜合能耗占住房采暖總能耗的66.1%，在做好農(nóng)村住房建筑節(jié)能的前提下，有限利用農(nóng)村地區(qū)豐富的太陽能資源是降低農(nóng)村住房能耗的重要措施，是推動碳中和的重要保障。

參考文獻：

[1]劉健，李盛.太陽能小車的研究與設(shè)計[J].電子制作，2020（23）：20-22+25.

[2].低層建筑被動式太陽能集熱節(jié)能墻系統(tǒng)[J].新能源科技，2020（07）：41.

[3]段瑩，李冰，辛林.實現(xiàn)農(nóng)村住房財產(chǎn)權(quán)的法律研究[J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟，2020（04）：105-106.

作者簡介：

李諾（1993.10—），女，滿族，籍貫：遼寧省撫順市，學歷：本科，職稱：助理工程師，研究方向或從事工作：建筑給排水。