張 毅 張全生

（重慶市種畜場，重慶 400020）

光伏技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)的討論

張 毅 張全生

（重慶市種畜場，重慶 400020）

能源是養(yǎng)豬場生產(chǎn)活動要素的重要部分，如仔豬的保溫需要熱源，飼料加工設(shè)備需要能源，豬只對光照也有一定的需求等。為了生豬產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和提高效益，應(yīng)因地制宜地考慮新能源的開發(fā)利用。光伏養(yǎng)豬是將現(xiàn)代清潔能源工程與傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)相結(jié)合，在養(yǎng)豬場屋頂建設(shè)光伏電站，用以改造和提升傳統(tǒng)養(yǎng)豬業(yè)并提供綠色能源的一種新型養(yǎng)豬方式。

光伏技術(shù)；養(yǎng)豬生產(chǎn)；應(yīng)用

現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)是一門多學(xué)科交叉集成的邊緣科學(xué)，只有集合各類新科技才能生產(chǎn)安全優(yōu)質(zhì)的豬肉產(chǎn)品并獲得最佳效益。首先在場址選擇時(shí)就涉及面積、地勢、水源、防疫、交通、能源、排污與環(huán)保等諸多方面，其他還有種、舍、管、料、病等，其中能源是養(yǎng)豬場生產(chǎn)活動要素的重要部分，當(dāng)前考慮的能源主要是電源，部分豬場在設(shè)計(jì)時(shí)也考慮到沼氣的利用，滿足豬場的照明、取暖、減少惡臭、替代液化氣等。在我國部分電源短缺而其他養(yǎng)豬條件較好的邊遠(yuǎn)山區(qū)，仍然很少考慮到太陽能的利用。在有限的能源漸進(jìn)減少和資源枯竭的今天，節(jié)約資源、開發(fā)能源成為人類社會面臨的重大問題，也是全世界各行各業(yè)必須共同關(guān)注的內(nèi)容。

光伏養(yǎng)豬是將現(xiàn)代清潔能源工程與傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)相結(jié)合，在養(yǎng)豬場屋頂建設(shè)光伏電站（圖1、圖2），用以改造和提升傳統(tǒng)養(yǎng)豬業(yè)并提供綠色能源的一種全新嘗試，美、日、歐和發(fā)展中國家都在廣泛開展這類技術(shù)研究開發(fā)，并制定出龐大的光伏技術(shù)發(fā)展計(jì)劃，不斷提高光伏材料的轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性，降低成本，擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)，形成商業(yè)化，使之成為21世紀(jì)的新能源。光伏技術(shù)是利用太陽能將光子轉(zhuǎn)化為電子的一個(gè)純物理過程，轉(zhuǎn)化過程不排放任何有害物質(zhì)，是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的一種新的前沿科學(xué)技術(shù)，它是人類社會繼農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明之后的又一次重大進(jìn)步，這種新的低碳經(jīng)濟(jì)模式，是人類發(fā)展的第三個(gè)新階段，低碳的實(shí)質(zhì)和內(nèi)涵是通過低碳經(jīng)濟(jì)和低碳生活生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。因此利用光伏技術(shù)養(yǎng)豬是一種回歸自然的新型生態(tài)養(yǎng)豬模式，也是低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的新探索，這是人類生存發(fā)展觀念的一次根本性轉(zhuǎn)變。

1 養(yǎng)豬生產(chǎn)與能源的需要

1.1 仔豬的保溫需要熱源

仔豬調(diào)節(jié)體溫的機(jī)能不健全，對寒冷的應(yīng)激能力差。初生仔豬處于13～24℃的環(huán)境中，生活1小時(shí)體溫下降1.7℃以上。仔豬被毛稀疏，皮下脂肪很少，抗寒能力低，為此，冬季必須做好仔豬保溫工作。目前，給仔豬保溫的措施有：加厚墊料，這種方法經(jīng)濟(jì)易行，保溫防潮，但往往溫度難控，達(dá)不到仔豬所需溫度；火源加熱，有煙道和炭爐，煙道有地上煙道和地下煙道，用煤炭等作燃料，但易發(fā)生火災(zāi)、氣體中毒等事故；紅外線保溫?zé)?，目前紅外線保溫?zé)魬?yīng)用較廣泛。具體是將紅外線燈泡吊掛在仔豬躺臥的護(hù)仔架上面或保溫間內(nèi)給仔豬保溫取暖，并可根據(jù)仔豬所需的溫度隨時(shí)調(diào)整紅外線保溫?zé)舻牡鯍旄叨?，保溫效果好；仔豬保溫板，電熱恒溫保暖板板面溫度26～32℃，調(diào)溫靈活，恒溫準(zhǔn)確；還有遠(yuǎn)紅外加熱仔豬保溫箱等。不管使用以上什么方式對仔豬保溫，原理都是供給熱能，都需要能源，后三種方式都取能于電源。

1.2 飼料加工設(shè)備需要能源

在養(yǎng)豬生產(chǎn)中，飼料的加工配制是很重要的環(huán)節(jié)，在飼料加工過程中各類機(jī)械如顆粒機(jī)、攪拌機(jī)、粉碎機(jī)、烘干機(jī)、提升機(jī)等都需要多少不同的能源。

1.3 豬只對光照的需求

盡管豬只對光照的要求不高，特別是育肥豬對光照要求并不強(qiáng)烈，但光照也是養(yǎng)豬生產(chǎn)中不可忽視的部分，光照時(shí)間、光照強(qiáng)度、光照制度等光環(huán)境參數(shù)是影響生豬生產(chǎn)的重要環(huán)境因素之一，直接或間接地影響豬的生產(chǎn)性能。如對公豬延長光照時(shí)間可提高公豬的性欲，增加光照強(qiáng)度可提高公豬的精液品質(zhì)，公豬射精量、精子濃度都顯著增加；光照強(qiáng)度為45～60勒克斯的情況下，后備母豬性成熟可提早30～45天；有利于配種及妊娠母豬受胎和胚胎發(fā)育，可提高受胎率，減少妊娠期胚胎死亡，增加產(chǎn)仔數(shù)。哺乳母豬增加光照能刺激催乳素的分泌，泌乳量顯著增加，哺乳頻率提高，從而提高仔豬的斷奶體重。斷奶仔豬需要光照才能正常進(jìn)食，否則影響生長發(fā)育。由于在建設(shè)豬舍時(shí)考慮到保溫的要求，或者因環(huán)境的限制達(dá)不到采光需要，就必須在豬舍內(nèi)人工補(bǔ)充光照。

1.4 其他設(shè)備設(shè)施的能源需要

其他設(shè)備設(shè)施如消毒設(shè)備，辦公設(shè)施，監(jiān)測監(jiān)控等都需要能源，總之在養(yǎng)豬生產(chǎn)中，各環(huán)節(jié)都需要能源保障，過去我們主要是依靠供電、煤炭，沼氣等有限能源。為了生豬產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和提高效益，應(yīng)因地制宜地考慮新能源的開發(fā)利用。

2 光伏技術(shù)應(yīng)用養(yǎng)豬生產(chǎn)的探索

圖1大型豬場利用太陽能

圖2小型豬場利用太陽能

光伏技術(shù)用于養(yǎng)豬生產(chǎn)是一個(gè)正在探索應(yīng)用的新科技（圖1，圖2），據(jù)報(bào)道：河北定州國香養(yǎng)殖有限公司，投資興建了44棟光伏豬舍，屋頂采用人字架結(jié)構(gòu)覆蓋了光伏電池板，寬敞明亮，可養(yǎng)一萬多頭豬，除了夏季，豬場的11棟產(chǎn)房、保育室均需要用電暖器加溫，耗電量較大，而這種屋頂不但能發(fā)電，還能達(dá)到冬暖夏涼的效果。同時(shí)在辦公區(qū)屋頂、飼料廠屋頂上安裝發(fā)電組件，每年發(fā)電量可達(dá)到1300余萬度，可以節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤10萬噸、減排二氧化碳26萬噸。該養(yǎng)殖公司的生產(chǎn)生活用電完全實(shí)現(xiàn)了自給自足。不燒一塊煤，不冒一縷煙，豬舍暖洋洋，用電靠太陽。房頂發(fā)電、房內(nèi)養(yǎng)豬，不僅節(jié)能而且減排，由于不愁用電，這里的豬過上了“幸福生活”。不僅環(huán)境靜悄悄，無粉塵，無異味，而且豬舍采用先進(jìn)的地暖供熱及降溫、除濕、通風(fēng)設(shè)施，舍內(nèi)溫度、濕度恒定有保證，為豬只創(chuàng)建了一個(gè)有利于生長的良好環(huán)境，大大提高了仔豬的成活率和健康水平。與燃煤發(fā)電方式相比，太陽能光伏發(fā)電設(shè)備顯示了新能源環(huán)保又節(jié)能的巨大威力，一次性投資，長久受益。

云南大理光伏養(yǎng)殖基地是國家金太陽工程，由100個(gè)光伏農(nóng)業(yè)溫室組成，薄膜光伏組件應(yīng)用于農(nóng)業(yè)溫室，在不額外占用土地的前提下，既可以利用太陽光發(fā)電，還能滿足農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖的環(huán)境需求，夜晚可利用白天所發(fā)電量提供光照，根據(jù)實(shí)際養(yǎng)殖需求，適當(dāng)延長光照時(shí)間，在一定程度上可以提高農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖的產(chǎn)量。與此同時(shí)，發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)可以監(jiān)測溫室內(nèi)的溫度、濕度，室外環(huán)境溫度、輻照度、發(fā)電功率、發(fā)電量等，有效掌控光伏系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

為了探索新能源在養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應(yīng)用，我們配合國家扶貧項(xiàng)目在貴州省平塘縣部分高原山區(qū)將光伏技術(shù)用于養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)，特別在養(yǎng)羊生產(chǎn)中取得較好實(shí)效，為此，我們進(jìn)一步探索討論將這一技術(shù)應(yīng)用于養(yǎng)豬業(yè)。

3 討論

3.1 光伏技術(shù)的主要特點(diǎn)

太陽能是可再生能源，它資源豐富，是唯一能夠保證人類未來需求的能量來源，無需運(yùn)輸，對環(huán)境無任何污染，為人類創(chuàng)造了一種新的生活和生產(chǎn)方式，目前在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中也在廣泛探索研發(fā)。其優(yōu)點(diǎn)一是安全性，運(yùn)行可靠、使用安全。二是廣泛性，我國太陽能隨處可取，可再生和環(huán)保，生產(chǎn)資料豐富（硅元素多）、建設(shè)地域廣（荒漠、建筑物等）、規(guī)模大小皆宜。三是免維護(hù)，太陽能發(fā)電沒有運(yùn)動部件，不易損壞，維護(hù)簡單，使用壽命長（20～50年、工作25年效率下降20%），不必長距離輸送，免維護(hù)、無人值守。四是清潔性，太陽能發(fā)電不會產(chǎn)生任何廢棄物，沒有污染、噪聲等公害，對環(huán)境無不良影響，是理想的清潔能源；無燃料消耗、零排放、無噪聲、無污染。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)

在設(shè)計(jì)過程中，需要涉足光伏發(fā)電、電氣設(shè)計(jì)、工程施工、養(yǎng)豬科學(xué)等一系列學(xué)科和專業(yè)知識，關(guān)鍵是把太陽能有效地轉(zhuǎn)化為養(yǎng)豬生產(chǎn)中各環(huán)節(jié)所需的熱能、光能、電能等，以確保豬群的生長繁殖。但應(yīng)注意考慮以下幾個(gè)技術(shù)要點(diǎn)。一是項(xiàng)目地理位置選擇。要選擇地勢高燥，海拔較高，陽光充足的地方。二是豬舍設(shè)計(jì)應(yīng)通風(fēng)向陽，豬舍整體南北走向，雙坡屋架，兩面東西向采光。三是防雷抗震。由于選擇地勢較高，一定要安裝好完整的防雷系統(tǒng)，避免雷擊，同時(shí)注意建設(shè)中防震抗震。四是光伏發(fā)電可以與當(dāng)?shù)仉娏Σ⒕W(wǎng)使用。若是豬場建在偏遠(yuǎn)地區(qū)、牧區(qū)、海島、高原、荒漠和一些特殊處所，電網(wǎng)未覆蓋到位，可采取獨(dú)立離網(wǎng)技術(shù)。五是要配備儲能裝置。太陽能發(fā)電受氣候條件限制，存在間歇性，能量密度低，必須進(jìn)行能源儲備；同時(shí)要充分利用豬場屋頂面積，這樣才能大面積有效采儲太陽能 （圖 3）。

在養(yǎng)豬規(guī)模上，采用“適度規(guī)模、多點(diǎn)分散、遠(yuǎn)離人居密集地方”的養(yǎng)豬模式，這往往是電源稀缺的山區(qū)，有利于走健康養(yǎng)豬、疾病防控，生態(tài)養(yǎng)殖的道路，充分利用太陽能，采用節(jié)能設(shè)計(jì)。

圖3光伏技術(shù)用于養(yǎng)豬的結(jié)構(gòu)示意圖

目前，我國太陽能的利用還不是很普及，中國在光伏技術(shù)研究和應(yīng)用還是處于世界的下游水平，特別是多晶硅提純技術(shù)還很落后，利用太陽能還存在成本高、轉(zhuǎn)換效率低、相對投資大的問題，但我國太陽能資源十分豐富，適宜太陽能發(fā)電的國土面積和建筑物受光面積也很大，其中，青藏高原、黃土高原、冀北高原、內(nèi)蒙古高原等太陽能資源豐富地區(qū)占到陸地國土面積的三分之二，具有大規(guī)模開發(fā)利用太陽能的資源潛力。

中央要求經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)要戰(zhàn)略性調(diào)整、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、生產(chǎn)要向“資源節(jié)約型和環(huán)境友好型”發(fā)展。這些戰(zhàn)略性調(diào)整都與發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的要求完全一致，開發(fā)光伏技術(shù)充分利用太陽能源于生產(chǎn)，是各行業(yè)共同的使命。中國人多地少，資源貧乏，豬肉又是人類動物食品的主要來源之一，養(yǎng)豬業(yè)又是既消耗資源又污染環(huán)境的行業(yè)，為了滿足人類肉類食品需要，當(dāng)前養(yǎng)豬業(yè)不得不向規(guī)?；姆较蜣D(zhuǎn)化，但在規(guī)?；瑫r(shí)應(yīng)向資源節(jié)約型和環(huán)境友好型發(fā)展，因地制宜地考慮光伏技術(shù)的應(yīng)用。

S818.9

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1673-4645（2013）09-0062-03

2013-08-03