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本文導(dǎo)讀目錄：

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2、太陽能會是您農(nóng)場的選擇嗎？

3、太陽能干燥：糧食烘干機(jī)械化發(fā)展的新技術(shù)

太谷區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心開展農(nóng)機(jī)安全宣傳檢查 ♂

太谷區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心開展農(nóng)機(jī)安全宣傳檢查

按照中心安全月活動安排部署，為牢固樹立行業(yè)監(jiān)管服務(wù)理念，近日，山西省晉中市太谷區(qū)農(nóng)業(yè)裝備站工作人員結(jié)合“人人講安全，個個會應(yīng)急”這一主體深入各農(nóng)機(jī)合作社、維修網(wǎng)點進(jìn)行安全隱患全方位排查。

農(nóng)業(yè)裝備站工作人員首先對安全責(zé)任書簽訂、安全制度落實等情況進(jìn)行詳細(xì)查看，其次對生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行全面檢查，重點對消防設(shè)備使用、保養(yǎng)和電氣維修設(shè)備等重點部位進(jìn)行實地檢查，并對排查出的相關(guān)問題責(zé)令立即整改。最后，工作人員就機(jī)車使用、年檢、維修、保養(yǎng)、投保等情況進(jìn)行詳細(xì)詢問、查看，確保農(nóng)機(jī)安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

下一步，農(nóng)業(yè)裝備站工作人員將重心下移，工作下沉，狠抓源頭管理，形成了上下聯(lián)動、協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，積極創(chuàng)建安全穩(wěn)定的農(nóng)機(jī)作業(yè)生產(chǎn)氛圍。堅決執(zhí)行橫向到邊、縱向到底、不留死角的工作原則，繼續(xù)在全區(qū)范圍內(nèi)開展農(nóng)機(jī)安全宣傳檢查活動，為推動全區(qū)農(nóng)機(jī)化事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展保駕護(hù)航。

太陽能會是您農(nóng)場的選擇嗎？ ♂

太陽能會是您農(nóng)場的選擇嗎？

您是否想過農(nóng)場可以利用太陽能？如果附近有堅固的屋頂或開放空間，那么很可能實現(xiàn)。

根據(jù)美國能源信息管理局的定義，可再生能源是指在自然界可以循環(huán)再生的能源。太陽能屬于可再生能源，由于安裝成本降低和消費(fèi)者對可持續(xù)能源的需求，在過去幾十年里，太陽能的應(yīng)用增長迅猛。

在威斯康星2021年專業(yè)乳制品生產(chǎn)商商業(yè)會議上，齊佩瓦谷技術(shù)學(xué)院農(nóng)業(yè)、能源和運(yùn)輸學(xué)院院長亞當(dāng)·韋林(Adam Wehling)談到了，如何將太陽能系統(tǒng)輕松地整合到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。

根據(jù)韋林的說法，這些系統(tǒng)可以很容易地集成到農(nóng)場現(xiàn)有的設(shè)施中，可以提高現(xiàn)有系統(tǒng)的效率，并降低總體能源成本。

需要考慮的因素

“太陽能目前是可再生能源之王，”韋林說，“這些系統(tǒng)的效率提高了，產(chǎn)量和技術(shù)也比幾年前提高了很多。如果您的目標(biāo)是成為一個更環(huán)保的農(nóng)場，安裝可再生能源系統(tǒng)有很高的可行性。”

在安裝這些系統(tǒng)之前，有以下幾點需要考慮:

計量

“您要做的第一件事就是向計量公司查詢，了解你使用的是哪種類型的凈計量，”韋林說。

根據(jù)韋林的說法，凈計量本質(zhì)上是一個“能源銀行”。如果您產(chǎn)生的能量超過一個月的用電量，這些能量就會進(jìn)入“銀行”，然后儲存一段時間。這樣就可以在產(chǎn)量高的月份儲存能量，在產(chǎn)量低的月份利用這些能量。理想情況下，生產(chǎn)商應(yīng)嘗試與能源公司簽訂6個月到12個月的凈計量合同。

并網(wǎng)或電池操作

韋林說，除非您想“脫離電網(wǎng)”，否則沒有理由使用電池操作，并不劃算。

相反，他建議使用并網(wǎng)系統(tǒng)。這個系統(tǒng)允許多余的能量流入電網(wǎng)，允許您在需要的時候從電網(wǎng)中提取能量，并確保由于某種原因太陽能系統(tǒng)宕機(jī)時，仍然能夠獲得能量。

分級系統(tǒng)

當(dāng)涉及到太陽能系統(tǒng)的規(guī)模時，韋林建議您與能源公司合作，了解能源系統(tǒng)所需規(guī)模。

“作為一個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者，您可能有機(jī)會擴(kuò)建到比住宅系統(tǒng)更大的地方，”韋林說，“然而，你仍然需要檢查你的能量上限是多少?！?/span>

“您的系統(tǒng)規(guī)模不能超過你的年度能源使用量?！薄澳贸鲆郧暗馁~單，把使用的所有千瓦數(shù)加起來，然后當(dāng)你和太陽能承包商交談時，讓他們知道這個數(shù)字?！?/p>

此外，如果你有3年的平均使用千瓦時，一定要與你的承包商分享這個信息?？梢詭椭鷽Q定是否有必要在未來擴(kuò)展規(guī)模。

位置

韋林說:“當(dāng)你決定在哪里放置太陽能板時，如果屋頂?shù)脑O(shè)計能夠承載額外的負(fù)荷，那么屋頂就是一個很好的位置。”“您應(yīng)該和工程師或設(shè)計師檢查一下，屋頂?shù)某兄氐燃壥嵌嗌佟！?/span>

另一件要考慮的事情是系統(tǒng)將得到的遮蔭量。如果附近有遮蔭的樹木或較高的建筑物，這可能會阻礙太陽能的生產(chǎn)。多塵環(huán)境也會影響太陽能效率。

如果屋頂不能選擇的話，則可以使用地面安裝系統(tǒng)。但是，如果您決定使用地面安裝系統(tǒng)，它的整體結(jié)構(gòu)可能會存在很長一段時間。所以，重要的是要考慮到系統(tǒng)在未來的設(shè)計是什么樣的，以及這個結(jié)構(gòu)是否會礙事。此外，您也不會希望把地面安裝系統(tǒng)放置得太遠(yuǎn)，這樣就不得不在你的儀表上挖溝，可能就會增加成本。

成本和回報

據(jù)韋林說，大多數(shù)太陽能系統(tǒng)的設(shè)計壽命為20到30年，根據(jù)系統(tǒng)的不同，在10到15年內(nèi)就能收回成本。還有一件需要注意的，是為這些系統(tǒng)所提供的激勵措施和退稅的數(shù)量。這些將有助于降低系統(tǒng)的成本。

太陽能干燥：糧食烘干機(jī)械化發(fā)展的新技術(shù) ♂

太陽能干燥：糧食烘干機(jī)械化發(fā)展的新技術(shù)

干燥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，同時又伴隨著巨大的能量消耗。太陽能在干燥系統(tǒng)中的應(yīng)用極大減少了化石能源的消耗，同時降低了生產(chǎn)成本。

近年來，隨著全球工業(yè)化程度不斷提高，化石燃料消耗量也隨之增加，溫室氣體和其他有害氣體排放量也不斷增加，對自然環(huán)境造成極大破壞。太陽能等可再生能源的應(yīng)用減少了化石能源使用和溫室氣體排放，保護(hù)環(huán)境，成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的重點。

太陽能干燥機(jī)分類

太陽能干燥機(jī)按照是否使用干燥介質(zhì)可分為直接式太陽能干燥機(jī)和間接式太陽能干燥機(jī)；按是否使用風(fēng)機(jī)強(qiáng)制循環(huán)可分為自然對流式干燥機(jī)和強(qiáng)制對流式干燥機(jī)。

此外，隨著科技的發(fā)展和熱泵技術(shù)的廣泛使用，太陽能熱泵聯(lián)合干燥機(jī)被越來越多應(yīng)用于各行業(yè)。

1. 直接式太陽能干燥機(jī)

直接式太陽能干燥機(jī)原理

直接式太陽能干燥機(jī)的工作原理是在干燥室頂部加透明蓋板，太陽通過透明蓋板進(jìn)入干燥室，干燥室內(nèi)的空氣被加熱升溫，同時被干燥物料也吸收熱量，從而脫去物料中的水分。

直接式太陽能干燥機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，易于加工制造，生產(chǎn)成本和使用成本低。適用于小規(guī)模且對干燥質(zhì)量和干燥時間要求不高的場合，相比于露天干燥，可以獲得更多的太陽能熱量來干燥物料。

缺點是熱效率低、干燥速率緩慢，無法應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)。另外，由于一天內(nèi)氣溫的變化和光照強(qiáng)度的不穩(wěn)定性，該系統(tǒng)不適合干燥對品質(zhì)要求較高的物料，如茶葉、藥材等。

2. 間接強(qiáng)制對流式太陽能干燥機(jī)

間接強(qiáng)制對流式太陽能干燥機(jī)原理

間接式太陽能干燥機(jī)的工作原理是將太陽能集熱器和待干燥物料分離，由風(fēng)機(jī)帶動外界空氣進(jìn)入太陽能集熱器進(jìn)行加熱后進(jìn)入干燥室，從而對物料進(jìn)行干燥。太陽能集熱器的類型一般為空氣集熱器，也有少數(shù)熱水集熱器。

熱泵干燥技術(shù)的應(yīng)用

熱泵干燥技術(shù)是一種新興的干燥技術(shù)，由于其可靠性好、熱效率高而受到越來越多的關(guān)注。熱泵主要分為地源熱泵、化學(xué)源熱泵和空氣源熱泵，其中空氣源熱泵被廣泛應(yīng)用于干燥中。

熱泵干燥技術(shù)具有3方面優(yōu)點。

一是干燥性能受氣候和環(huán)境影響小，在低溫環(huán)境仍能保持較高干燥效率。

二是相比于其他太陽能干燥系統(tǒng)，擁有更高的干燥效率。

三是空氣源熱泵僅需消耗少量電能就能將空氣中的低位熱能轉(zhuǎn)化為高位熱能，所以太陽能熱泵干燥機(jī)相對于常規(guī)能源干燥機(jī)更加節(jié)能，可以極大地減少化石能源的使用。

熱泵干燥原理

1. 太陽能-熱泵聯(lián)合干燥機(jī)

熱泵出色的性能，將其與太陽能結(jié)合可以較好地解決太陽能輻射的間歇性與不穩(wěn)定性給太陽能集熱器性能造成的影響，而太陽能集熱器的使用可減少熱泵的能耗，兩者相輔相成，完美互補(bǔ)。

有科研人員開發(fā)了一種太陽能熱泵聯(lián)合干燥系統(tǒng)。該系統(tǒng)以茶葉為干燥對象，可在3種模式下運(yùn)行，即太陽能集熱器干燥模式、太陽能熱泵聯(lián)合干燥模式和空氣源熱泵干燥模式。該系統(tǒng)綜合能效比高，相比于傳統(tǒng)燃煤干燥節(jié)能36.7%~41.1%，并且干燥后的茶葉質(zhì)量較之前有了較大的提高。

2. 蓄熱式太陽能熱泵聯(lián)合干燥機(jī)

雖然太陽能熱泵聯(lián)合干燥機(jī)擁有諸多優(yōu)點，但也存在些許不足。如當(dāng)太陽光照充足，集熱器產(chǎn)生的熱量多于干燥室所需熱量時，集熱器吸收的部分太陽能會被浪費(fèi)掉。為此，有學(xué)者開發(fā)了蓄熱式太陽能熱泵聯(lián)合干燥系統(tǒng)。

國外團(tuán)隊開發(fā)了一種用于蘑菇干燥的太陽能熱泵干燥系統(tǒng)，當(dāng)太陽能集熱器供熱充足時，熱泵不參與熱循環(huán)；當(dāng)太陽能集熱器供熱不足時，熱泵啟動，參與系統(tǒng)熱循環(huán)。

熱泵啟動后，采用太陽能集熱器加熱的熱水作為水源熱泵的熱源，干燥過程中干燥室內(nèi)溫濕度、蘑菇的質(zhì)量采用PLC進(jìn)行控制。

試驗結(jié)果得出，該系統(tǒng)的性能系數(shù)為2.1~3.1，能量利用率0.42~0.66，比水分提取率的變化范圍為0.26~0.92 kg/kW·h。

此外，該太陽能輔助熱泵干燥系統(tǒng)可以節(jié)省40.53%的能耗。由此可見，蓄熱器對太陽能熱泵干燥系統(tǒng)的性能有了明顯地提升。

為進(jìn)一步提高太陽能干燥系統(tǒng)的性能，有學(xué)者開發(fā)了采用相變材料作為蓄熱工質(zhì)的太陽能輔助熱泵干燥系統(tǒng)。

有科研團(tuán)機(jī)開發(fā)了一種以石蠟為蓄熱材料的混合模式太陽能干燥系統(tǒng)，該系統(tǒng)以辣椒為研究對象，并且用3種不同的設(shè)備干燥紅辣椒，試驗結(jié)果表明，采用相變材料蓄熱可以極大提升干燥速率。

國內(nèi)研究人員對相變材料應(yīng)用于太陽能-地源熱泵干燥系統(tǒng)中的性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，相變蓄熱太陽能干燥機(jī)除了具有蓄熱式太陽能干燥機(jī)的優(yōu)點外，還具有潛熱高、穩(wěn)定性好和腐蝕性低等優(yōu)點，但相變材料也存在一些問題，如制備復(fù)雜、成本高昂和技術(shù)不成熟等，使相變材料的應(yīng)用具有一定的局限性。

存在的問題

太陽能干燥機(jī)作為一種新能源技術(shù)受到廣泛關(guān)注，隨著太陽能集熱器技術(shù)的日益成熟和熱泵技術(shù)的應(yīng)用，太陽能干燥機(jī)發(fā)展迅速。國內(nèi)外學(xué)者雖然對太陽能干燥技術(shù)做了大量研究，但依然存在以下3點問題。

（1）太陽能干燥技術(shù)的應(yīng)用存在局限性，一方面是由于太陽能輻射強(qiáng)度的不穩(wěn)定性；另一方面是由于太陽能干燥設(shè)備投入大、經(jīng)濟(jì)回收期較長，讓許多中小型企業(yè)對其望而卻步。

（2）太陽能廠家對于太陽能設(shè)備宣傳力度不足，導(dǎo)致大部分企業(yè)和個人對太陽能干燥技術(shù)缺乏了解，在選用干燥設(shè)備時常常會忽略太陽能干燥機(jī)。

（3）相變材料的使用提高了蓄熱裝置的性能，降低了傳熱過程的熱損失，但是國內(nèi)外相變材料技術(shù)依然不夠成熟，目前還不能作為常規(guī)蓄熱材料。

發(fā)展建議

盡管存在問題，但太陽能干燥機(jī)依舊具有廣泛的應(yīng)用前景，為太陽能干燥機(jī)可以更好地發(fā)展，提出以下3點建議。

（1）優(yōu)化干燥室結(jié)構(gòu)和布局。干燥室的結(jié)構(gòu)很大程度上影響了干燥的連續(xù)性和均勻性，為讓太陽能更好地用于干燥過程，需將現(xiàn)有干燥室結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以便提高生產(chǎn)效率和太陽能利用率。

（2）改進(jìn)現(xiàn)有干燥工藝?，F(xiàn)有干燥工藝依然存在干燥品質(zhì)差，干燥時間長，熱量供給與使用在時間空間上不匹配等問題，可以通過改進(jìn)控制系統(tǒng)的方法進(jìn)行解決。

（3）提高太陽能干燥機(jī)性能。一方面改進(jìn)太陽能板表面吸熱材料，提高光熱轉(zhuǎn)化效率。另一方面提高熱泵系統(tǒng)的性能，通過開發(fā)新型熱泵，如輔助多級空氣源熱泵，以及優(yōu)化現(xiàn)有熱泵，提高熱泵性價比，以便更多的企業(yè)選擇使用太陽能熱泵系統(tǒng)作為熱源。

文章來源：2020年8期《農(nóng)業(yè)工程》（中國科技核心期刊）

作者：張洪濱¹，李世巖¹，梁曉軍¹，王金永¹，李鴻印¹，董士偉²

單位：1.中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院；2.沈陽香雪面粉股份有限公司

原標(biāo)題：國內(nèi)外太陽能干燥技術(shù)研究進(jìn)展

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