太陽(yáng)能供電在城市綠化養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用前景分析

周安鸝 陳敏敏 彭安娜

摘 要：隨著我國(guó)城市化發(fā)展，綠化已成為城市建設(shè)中必不可少的一部分。傳統(tǒng)的綠化養(yǎng)護(hù)方式需耗費(fèi)大量人力、物力及水資源;采用科學(xué)、先進(jìn)的自動(dòng)控制及節(jié)水技術(shù)則需要電能供應(yīng)?，F(xiàn)立足于城市綠化養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的能耗問(wèn)題，分析綠化養(yǎng)護(hù)過(guò)程的能耗現(xiàn)狀，探究利用太陽(yáng)能對(duì)城市綠化養(yǎng)護(hù)過(guò)程進(jìn)行電能供應(yīng)的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用前景。利用可再生能源太陽(yáng)能對(duì)城市綠化養(yǎng)護(hù)過(guò)程進(jìn)行供電，清潔無(wú)污染，有利于減少二氧化碳的排放量，推動(dòng)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及生態(tài)效益。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能供電;綠化養(yǎng)護(hù);節(jié)能減排

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活質(zhì)量不斷提高，綠化已成為生活中必不可少的條件之一。城市綠化在一定程度上影響著一個(gè)城市的形象和精神風(fēng)貌，已成為城市建設(shè)中的重要組成部分，其不僅具有良好的生態(tài)功能，可以?xún)艋諝?、減弱輻射，吸收二氧化碳，提高區(qū)域含氧量，調(diào)節(jié)區(qū)域溫濕度，還具有較好的景觀(guān)功能，可以陶冶情操、改善心情，滿(mǎn)足市民的審美需求，提升城市的精神風(fēng)貌。

隨著城市綠化覆蓋率越來(lái)越高，城市綠化的養(yǎng)護(hù)問(wèn)題也隨之而來(lái)。俗話(huà)說(shuō)“三分栽，七分養(yǎng)”，綠化養(yǎng)護(hù)的好壞將直接影響耗費(fèi)高成本建設(shè)的城市綠化的保持程度。在現(xiàn)代化城市綠化的養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，有很多環(huán)節(jié)如智能澆灌等均需要電能供應(yīng)。隨著資源、環(huán)境問(wèn)題的日益突出，“綠色”“可持續(xù)”等關(guān)鍵詞已成為現(xiàn)代城市發(fā)展的重要方向。在對(duì)城市綠化進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中，也應(yīng)將節(jié)能環(huán)保充分融入其中，推動(dòng)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。太陽(yáng)能光伏發(fā)電是一種綠色環(huán)保的發(fā)電方式，其利用太陽(yáng)能進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換從而輸出電能。本文將基于綠化養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的能耗問(wèn)題，探討利用可再生能源太陽(yáng)能對(duì)綠化養(yǎng)護(hù)過(guò)程進(jìn)行供電的應(yīng)用前景，以期為未來(lái)城市綠化養(yǎng)護(hù)的發(fā)展提供參考。

1 城市綠化養(yǎng)護(hù)過(guò)程的能耗現(xiàn)狀

在綠化養(yǎng)護(hù)過(guò)程中最突出的便是澆灌問(wèn)題，水資源是綠化養(yǎng)護(hù)過(guò)程中最大的消耗品。目前城市綠化節(jié)水管理力度較弱，尚未大規(guī)模應(yīng)用滴灌、微噴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)，多是以傳統(tǒng)的灑水車(chē)配以人工澆灌，需耗費(fèi)大量的人力、物力，成本較高，如草坪類(lèi)綠化，年平均養(yǎng)護(hù)費(fèi)用達(dá)3.4～6元/m2[1]。并且傳統(tǒng)的澆灌方式主要依靠人的主觀(guān)經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷植物的長(zhǎng)勢(shì)好壞，缺乏科學(xué)性，因而水利用率不高。隨著現(xiàn)代化綠化養(yǎng)護(hù)的發(fā)展，養(yǎng)護(hù)過(guò)程已逐步從人工過(guò)渡到半自動(dòng)，再向現(xiàn)代化全自動(dòng)過(guò)程推進(jìn)。而采用精密的檢測(cè)系統(tǒng)（如檢測(cè)土壤濕度、光照強(qiáng)度、雨量/水量等）、科學(xué)的控制系統(tǒng)以及先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行智能化、精細(xì)化養(yǎng)護(hù)，均需要一定的電能供應(yīng)。

太陽(yáng)能是一種清潔環(huán)保的可再生能源，且不受地域限制。目前，太陽(yáng)能在城市綠化建設(shè)中已有一些應(yīng)用。如呂中中[2]進(jìn)行了針對(duì)高架橋底綠化的太陽(yáng)能壓力罐雨水收集灌溉系統(tǒng)研究，通過(guò)對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)后節(jié)省的人、材、機(jī)等成本進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，發(fā)現(xiàn)每年平均收益可達(dá)6 356元。廣州大學(xué)生物園在約6 666.7 m2（10畝）的綠地上運(yùn)用了太陽(yáng)能自動(dòng)噴灌，不僅具有較好的社會(huì)效益，還取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益;相較于人工澆灌，太陽(yáng)能自動(dòng)節(jié)水每年可節(jié)約費(fèi)用20 661.6元[3]。王恒璽[4]針對(duì)北方城市屋頂綠化進(jìn)行了利用太陽(yáng)能供電的節(jié)水自動(dòng)灌溉技術(shù)應(yīng)用研究，效果較好。此外，還有將太陽(yáng)能運(yùn)用于溫室大棚的研究，陳一鵬等[5]進(jìn)行了利用太陽(yáng)能供電的溫室大棚智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，解決了戶(hù)外溫室大棚供電難的問(wèn)題。

2 利用太陽(yáng)能供電的優(yōu)勢(shì)及前景

利用太陽(yáng)能發(fā)電具有安全、無(wú)污染，發(fā)電過(guò)程無(wú)廢氣廢渣及廢水產(chǎn)生，不受地域限制，維護(hù)方便，便于與各種應(yīng)用場(chǎng)景結(jié)合等優(yōu)勢(shì)，具有良好的發(fā)展前景。2017年，我國(guó)分布式光伏發(fā)電新增1 944萬(wàn)kW，累計(jì)達(dá)2 966萬(wàn)kW，同比增長(zhǎng)了3.7倍;據(jù)國(guó)際能源署預(yù)計(jì)，到2050年，太陽(yáng)能供電將達(dá)到全球電力供應(yīng)的27%[6]，具有較好的開(kāi)發(fā)應(yīng)用基礎(chǔ)，同時(shí)還具備大力的政策支持。

我國(guó)對(duì)太陽(yáng)能光伏的利用目前主要有集中式及分布式兩種。分布式光伏發(fā)電在電力負(fù)荷附近建設(shè)，減少了電能在輸送過(guò)程中的損耗，自發(fā)自用，多余電量上網(wǎng)，分散布局，相比于集中式更適用于城市區(qū)域。本文所提在城市綠化養(yǎng)護(hù)中運(yùn)用的太陽(yáng)能供電系統(tǒng)均為分布式光伏發(fā)電。

2.1? ? 節(jié)約資源

工業(yè)化發(fā)展對(duì)資源大規(guī)模的開(kāi)發(fā)利用加速了傳統(tǒng)能源的枯竭，也造成了一定程度的環(huán)境污染。為了應(yīng)對(duì)能源及環(huán)境生態(tài)危機(jī)，從不可再生的傳統(tǒng)能源轉(zhuǎn)向開(kāi)發(fā)應(yīng)用安全清潔的太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源勢(shì)在必行。傳統(tǒng)化石能源煤、石油、天然氣等在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢渣廢氣，對(duì)環(huán)境造成了污染;而太陽(yáng)能發(fā)電過(guò)程安全清潔、無(wú)污染。運(yùn)用太陽(yáng)能供電在減輕環(huán)境壓力的同時(shí)，可以改變能源結(jié)構(gòu)，緩解對(duì)不可再生能源的依賴(lài)，減少對(duì)傳統(tǒng)化石能源的消耗。

在城市中運(yùn)用太陽(yáng)能發(fā)電，與用電負(fù)荷距離近，可以減少電能在傳輸過(guò)程中的損耗。并且綠植養(yǎng)護(hù)過(guò)程受氣候、土質(zhì)特點(diǎn)以及人為活動(dòng)等因素影響，會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的耗能具有多變性。當(dāng)太陽(yáng)能供電在城市綠化養(yǎng)護(hù)過(guò)程中得到大范圍推廣應(yīng)用、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電能自給自足后，可減少電力系統(tǒng)供電負(fù)荷，增強(qiáng)電力系統(tǒng)可靠性。

2.2? ? 減少二氧化碳排放

利用化石燃料煤、石油、天然氣發(fā)電會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳，大量二氧化碳排入空氣會(huì)造成溫室效應(yīng)，使得全球變暖，對(duì)環(huán)境和生態(tài)造成巨大影響。目前我國(guó)電力供應(yīng)主要還是依靠煤電，采用太陽(yáng)能發(fā)電則可以改變電力結(jié)構(gòu)，降低煤電比例，從而減少碳排放量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)太陽(yáng)能年輻射總量達(dá)3 340～8 400 MJ/m2，理論上可以等同于1 700 Gt的標(biāo)準(zhǔn)煤，并且2/3的國(guó)土面積上年日照時(shí)數(shù)達(dá)2 200 h以上[7]，太陽(yáng)能資源豐富。此外，綠化本身具有固碳性能，可以吸收二氧化碳、釋放氧氣，更好地養(yǎng)護(hù)綠化更有助于生物固碳，具有很好的生態(tài)效益。

2.3? ? 有利于可持續(xù)發(fā)展