寧夏農(nóng)村能源工作站 ■ 馬 虎 吳彩琴

寧夏農(nóng)牧廳 ■ 烏愛(ài)華

寧夏回族自治區(qū)在太陽(yáng)能利用項(xiàng)目推廣應(yīng)用過(guò)程中，注重推廣項(xiàng)目中太陽(yáng)能利用技術(shù)的適用性、太陽(yáng)能利用產(chǎn)品的質(zhì)量效益、太陽(yáng)能產(chǎn)品的配套技術(shù)等。根據(jù)推廣應(yīng)用中的技術(shù)問(wèn)題，研究后提出改進(jìn)的技術(shù)方案，在項(xiàng)目推廣中不斷創(chuàng)新技術(shù)，共研究改進(jìn)創(chuàng)新太陽(yáng)灶技術(shù)6項(xiàng)、太陽(yáng)能熱水器技術(shù)3項(xiàng)、被動(dòng)式太陽(yáng)能房技術(shù)2項(xiàng)，獲得太陽(yáng)能利用專利技術(shù)項(xiàng)目4項(xiàng)（防凍太陽(yáng)能熱水器、多功能太陽(yáng)能保暖防曬采暖窗、承壓式太陽(yáng)能供熱裝置、太陽(yáng)能烘干機(jī)）。在推廣應(yīng)用中總結(jié)出太陽(yáng)灶－沼氣、太陽(yáng)房－節(jié)能炕、太陽(yáng)房－太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能供熱－大型沼氣等生產(chǎn)生活用能模式，這些創(chuàng)新技術(shù)和用能模式的應(yīng)用，促進(jìn)了太陽(yáng)能利用項(xiàng)目的順利實(shí)施，保證了項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量，取得了很好的項(xiàng)目建設(shè)效益。根據(jù)實(shí)踐，總結(jié)了以下相關(guān)經(jīng)驗(yàn)供參考。

一 太陽(yáng)能利用的技術(shù)難點(diǎn)

1 聚光太陽(yáng)灶是利用拋物面的聚焦性，采用鍍鋁鏡片反射將太陽(yáng)光線匯聚到炊具底部以達(dá)到燒水做飯目的的裝置。技術(shù)難點(diǎn)：跟蹤太陽(yáng)光線需要靈活的轉(zhuǎn)動(dòng)跟蹤技術(shù)；在室外操作，因抗風(fēng)灶體較重，需要牢固的支架和灶體的連接技術(shù)；收集太陽(yáng)能需要高效穩(wěn)定的反光材料粘貼技術(shù)；太陽(yáng)灶的曲面承重較大，灶體要有鋼性。

2 太陽(yáng)能熱水器是直接利用太陽(yáng)能將水加熱的裝置。太陽(yáng)能熱水器安裝在室外屋頂和陽(yáng)臺(tái)上，需要熱水器和建筑緊密結(jié)合的技術(shù)。太陽(yáng)能熱水器水箱管路的冬季保溫防凍技術(shù)、太陽(yáng)能熱水器的操作使用技術(shù)等都成為難點(diǎn)。

3 被動(dòng)式太陽(yáng)房、太陽(yáng)能暖圈主要是集熱、蓄熱和保溫，因此，被動(dòng)式太陽(yáng)房集熱器的采光吸熱技術(shù)、集熱器的保溫密封技術(shù)、太陽(yáng)房的外圍護(hù)保溫以及配套熱源的技術(shù)等為難點(diǎn)。

二 太陽(yáng)能項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)

1 太陽(yáng)灶技術(shù)參數(shù)的選取及改進(jìn)。焦距值由70cm優(yōu)化選取為75cm，截光面由1.6m2優(yōu)化選取為1.7m2，截光部分由正軸型優(yōu)化選取為偏軸型，由軸外聚光型優(yōu)化選取為軸上聚光型。經(jīng)過(guò)以上改進(jìn)，光效率由66.5%提高到69.4%，功率由700W提高到750W，顯著改善了性能指標(biāo)。

2 太陽(yáng)灶灶殼材料的優(yōu)選。水泥灶殼的強(qiáng)度取決于混泥土的材料和結(jié)構(gòu)，混泥土灶殼改進(jìn)前，配用的卵石光滑、把著力弱，山石沙雜質(zhì)較多、粘合力差，應(yīng)用P.O32.5普通水泥強(qiáng)度較低，生產(chǎn)的灶殼強(qiáng)度低、破損率高。經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究，改為選用表面粗糙、把著力強(qiáng)的機(jī)制石和粘合力強(qiáng)、雜質(zhì)含量低的河沙，并且在灶殼中增加大規(guī)格φ4mm、冷拔絲20mm×20mm間距的鋼筋網(wǎng)，殼體強(qiáng)度由27Mpa提高到32Mpa，縮短了起殼體時(shí)間，降低了殼體的破損率。

3 太陽(yáng)灶鏡片粘貼技術(shù)的改進(jìn)。瀝青熬制工藝改進(jìn)前為熱熬制熱用，用普通瀝青，存在粘貼時(shí)間短、鏡片粘貼不牢的問(wèn)題，改進(jìn)后為熱熬制冷用，延長(zhǎng)了粘貼時(shí)間，并選用純度高的高質(zhì)量瀝青，加入滑石粉等添加劑，增加了粘度；殼體和反光材料之間加入防堿薄膜，解決了殼體返堿腐蝕鏡片鍍鋁層的問(wèn)題。粘貼技術(shù)的改進(jìn)解決了鏡片脫落、鏡片鍍鋁層背黑的問(wèn)題，焦斑面積由以前的130cm2縮減到90cm2，從而提高了光效率和功率。

4 太陽(yáng)灶灶架材料及工藝改進(jìn)。鍋架部分，改進(jìn)前為25mm寬的扁鐵，改進(jìn)后為φ10mm圓鋼，增加了強(qiáng)度，避免了因聚光長(zhǎng)時(shí)間燒烤造成的鍋架損壞；底座部分，改進(jìn)前為三角鐵焊制的底座，由于重量輕，存在不穩(wěn)定性，改進(jìn)后為6分的鋼管和混凝土預(yù)制底座，由于本身的重量比較重，解決了支撐不穩(wěn)定的問(wèn)題；轉(zhuǎn)動(dòng)操作部分，改進(jìn)前為頂絲調(diào)節(jié)型，由于頂絲的接觸面比較少，加上有時(shí)擰不緊，存在頂絲滑落損壞鍋具及灶體的現(xiàn)象，改進(jìn)后升降部分用φ14mm圓鋼加工成的T型扣，不但增加了操作的方便性、穩(wěn)定性，而且徹底避免了滑落現(xiàn)象。

5 太陽(yáng)灶運(yùn)輸大架的改進(jìn)。由以前的正面對(duì)正面碼放運(yùn)輸改進(jìn)為背面對(duì)背面碼放運(yùn)輸，由以前的兩面用一個(gè)鋼絲繩扎捆改進(jìn)為兩面各用一個(gè)鋼絲繩扎捆，灶殼運(yùn)輸途中的破損率由15‰降低到2‰。

原農(nóng)業(yè)部部長(zhǎng)孫政才(現(xiàn)任吉林省省委書(shū)記)考察太陽(yáng)能項(xiàng)目

6 CDM太陽(yáng)灶減排技術(shù)創(chuàng)新。經(jīng)國(guó)家發(fā)改委批準(zhǔn)，瑞士再保險(xiǎn)公司、芬蘭外交部與寧夏企業(yè)合作實(shí)施清潔發(fā)展機(jī)制太陽(yáng)灶項(xiàng)目7萬(wàn)臺(tái)。該項(xiàng)目由寧夏農(nóng)村能源工作站技術(shù)指導(dǎo)，以寧夏豐聯(lián)世貿(mào)有限公司為建設(shè)主體，與清華大學(xué)環(huán)境中心共同設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了以太陽(yáng)灶作為減排工具的CDM項(xiàng)目群，包括“彭陽(yáng)項(xiàng)目”、“紅茹河項(xiàng)目”、“西吉項(xiàng)目”和“海原項(xiàng)目”，計(jì)劃向上述項(xiàng)目區(qū)推廣投放太陽(yáng)灶7萬(wàn)臺(tái)，該項(xiàng)目已經(jīng)在聯(lián)合國(guó)氣候理事會(huì)成功注冊(cè)，于2009年底投放3.4萬(wàn)臺(tái)。目前，彭陽(yáng)、紅茹河、西吉項(xiàng)目共計(jì)5.3萬(wàn)臺(tái)太陽(yáng)灶已投放完畢，彭陽(yáng)項(xiàng)目核查終審報(bào)告已報(bào)EB，進(jìn)行完整性審核。該項(xiàng)目的創(chuàng)新意義在于：寧夏回族自治區(qū)出現(xiàn)全球首個(gè)以太陽(yáng)灶為減排工具、廣大貧困農(nóng)戶為溫室氣體減排主體的新模式；延伸太陽(yáng)灶推廣的效益，項(xiàng)目不但改善了農(nóng)戶的生活條件，而且國(guó)外二氧化碳當(dāng)量轉(zhuǎn)讓8.15～9.5歐元/t的價(jià)格也惠及了貧困農(nóng)戶，節(jié)能增效意義積極；為順利實(shí)施項(xiàng)目建立的評(píng)估方法學(xué)已經(jīng)國(guó)際認(rèn)定，同時(shí)制定了嚴(yán)格的項(xiàng)目實(shí)施方案，發(fā)放管理細(xì)則、用戶培訓(xùn)方案、維護(hù)及修理辦法，國(guó)際組織在核查項(xiàng)目執(zhí)行時(shí)記錄詳細(xì)、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、審查嚴(yán)格，為該區(qū)太陽(yáng)灶的推廣提供了良好的借鑒。

7 防凍熱水器技術(shù)創(chuàng)新。寧夏銀川瑞明太陽(yáng)能公司在1999～2002年“寧夏千戶太陽(yáng)能熱水器陽(yáng)光工程”建設(shè)中，根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)的要求創(chuàng)新了太陽(yáng)能熱水器防凍技術(shù)，即利用虹吸原理，設(shè)計(jì)了自動(dòng)排空閥裝置。當(dāng)室外溫度低于5℃時(shí)，排空閥自動(dòng)開(kāi)啟，排空太陽(yáng)能集熱器和上下水管道內(nèi)的水；當(dāng)室外溫度高于5℃時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)水加熱，解決了太陽(yáng)熱水器的冬季保溫防凍技術(shù)難題。自動(dòng)排空裝置代替電加熱帶防凍技術(shù)，降低了系統(tǒng)防凍成本，保證了太陽(yáng)能熱水器在冬季的正常使用，此項(xiàng)防凍熱水器技術(shù)獲得了國(guó)家1999年實(shí)用新型專利。

8 太陽(yáng)能熱水器－沼氣發(fā)酵加熱系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新。寧夏農(nóng)村能源工作站在建設(shè)大中型沼氣中開(kāi)發(fā)應(yīng)用了太陽(yáng)能熱水器－沼氣發(fā)酵加熱系統(tǒng)技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)的核心是太陽(yáng)能熱水器－沼氣預(yù)處理池?zé)峤粨Q系統(tǒng)技術(shù)和太陽(yáng)能熱水器－沼氣發(fā)酵罐內(nèi)熱交換保溫系統(tǒng)技術(shù)，該系統(tǒng)將預(yù)處理池中的原料加熱到設(shè)計(jì)發(fā)酵溫度25℃～30℃；通過(guò)熱交換器調(diào)節(jié)發(fā)酵罐中的發(fā)酵溫度，保持在25℃以上。該項(xiàng)技術(shù)在寧夏回族自治區(qū)最早的平吉堡奶牛場(chǎng)800m3大型沼氣工程、中衛(wèi)萬(wàn)國(guó)種豬繁育場(chǎng)300m3大型沼氣工程兩處項(xiàng)目中試驗(yàn)應(yīng)用，經(jīng)測(cè)算利用5噸級(jí)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，在每年4～11月間可向發(fā)酵罐提供熱量約135.85萬(wàn)kJ/天；12月到次年3月可向發(fā)酵罐提供熱量約94.05萬(wàn)kJ/天，完全保證了大型沼氣工程的正常發(fā)酵運(yùn)行。該項(xiàng)技術(shù)可根據(jù)各種類型、各種規(guī)格的沼氣工程提供各種溫度的太陽(yáng)能熱交換系統(tǒng)。目前該技術(shù)已在該區(qū)40個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)大中型沼氣工程中應(yīng)用。

9 太陽(yáng)能熱水器建筑一體化技術(shù)創(chuàng)新。該項(xiàng)技術(shù)是寧夏農(nóng)村能源工作站在養(yǎng)殖場(chǎng)大型沼氣項(xiàng)目建設(shè)中，根據(jù)太陽(yáng)能熱水器－沼氣發(fā)酵加熱系統(tǒng)的技術(shù)要求和大型沼氣太陽(yáng)能陽(yáng)光房(彩鋼保溫房建筑)的建筑特點(diǎn)同步設(shè)計(jì)。主要技術(shù)是彩鋼房的鋼立柱延伸出房屋頂部，在房屋頂部的鋼柱上焊接太陽(yáng)能熱水器底座，同時(shí)在彩鋼房的建筑中預(yù)留太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)管道等，使太陽(yáng)能熱水器與太陽(yáng)能陽(yáng)光房有機(jī)地結(jié)合成一體，降低了太陽(yáng)能熱水器的施工成本，同時(shí)減少了室外的管道長(zhǎng)度，利于太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)的保溫防凍。該項(xiàng)技術(shù)目前正在本區(qū)彭陽(yáng)任河200m3大型沼氣工程中應(yīng)用，已形成標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

10 隆德農(nóng)村太陽(yáng)房住宅技術(shù)創(chuàng)新。該技術(shù)是隆德縣農(nóng)村能源站根據(jù)本縣的農(nóng)村住宅建筑形式和特點(diǎn)，結(jié)合太陽(yáng)房的集熱由甘肅能源研究所設(shè)計(jì)。該項(xiàng)技術(shù)中集熱技術(shù)采用復(fù)合集熱形式，即集熱蓄熱墻和直接受益式的結(jié)合，最大限度利用了房屋結(jié)構(gòu)的采光區(qū)域，獲得最大的太陽(yáng)能量；保溫隔熱采用巖棉、苯板、爐渣結(jié)合，隔熱效果最佳，建筑成本較低；太陽(yáng)能房的建筑形式符合該區(qū)農(nóng)村住宅的建筑習(xí)慣，當(dāng)?shù)厝罕娨子诮邮堋?006年9月，該技術(shù)在隆德縣神林鄉(xiāng)上堡村試驗(yàn)示范修建民用太陽(yáng)能采暖房一戶，結(jié)構(gòu)為磚混結(jié)構(gòu)平房，建筑面積110m2。該房造價(jià)560元/ m2，共計(jì)造價(jià)61600元，其中增加太陽(yáng)能采暖設(shè)施造價(jià)占總造價(jià)25%，即15400元。經(jīng)2007年測(cè)試，在無(wú)輔助熱源的條件下，環(huán)境平均溫度為4.5℃，兩側(cè)室平均溫度為5.6℃, 最高溫度為10℃，最低為4℃；中室平均溫度為8.5℃，最高為13℃，最低為6℃；室內(nèi)外極限溫差33℃，太陽(yáng)能供暖率85%，該項(xiàng)技術(shù)已形成標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

11 被動(dòng)式太陽(yáng)房－太陽(yáng)能集熱器供熱技術(shù)創(chuàng)新。該項(xiàng)技術(shù)是太陽(yáng)能熱水器采暖供熱系統(tǒng)，主要包括熱水器集熱系統(tǒng)、太陽(yáng)能熱交換系統(tǒng)和自動(dòng)操作控制系統(tǒng)。其技術(shù)的要點(diǎn)是系統(tǒng)設(shè)定太陽(yáng)房的供熱溫度點(diǎn)，當(dāng)太陽(yáng)房的溫度低于供熱溫度點(diǎn)時(shí)，太陽(yáng)能集熱器由熱交換系統(tǒng)向太陽(yáng)房供熱，以保證太陽(yáng)房的溫度始終保持在取暖溫度。太陽(yáng)能的熱能轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)存取暖、太陽(yáng)能熱水器技術(shù)得到互補(bǔ)，農(nóng)戶生活用能達(dá)到自給。農(nóng)村戶用太陽(yáng)能住宅在項(xiàng)目中取得良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

通過(guò)總結(jié)太陽(yáng)能利用示范推廣項(xiàng)目的技術(shù)難點(diǎn)，不斷創(chuàng)新，使太陽(yáng)能利用技術(shù)在農(nóng)村更加結(jié)合實(shí)際、更加貼近群眾生活、更加具有示范推廣性，為改善農(nóng)村能源機(jī)構(gòu)、鞏固退耕還林建設(shè)成果、調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、促進(jìn)農(nóng)民節(jié)支增收、創(chuàng)建和諧優(yōu)美的農(nóng)村環(huán)境和促進(jìn)農(nóng)業(yè)、農(nóng)村節(jié)能減排做出了有益的探索和貢獻(xiàn)。