風(fēng)光互補(bǔ)殺蟲(chóng)裝置設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究

摘要 通過(guò)對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行特性分析，提出了一套殺蟲(chóng)裝置控制方案。該控制方案根據(jù)天氣條件進(jìn)行模式和工作狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)風(fēng)光互補(bǔ)殺蟲(chóng)裝置的可靠運(yùn)行。試驗(yàn)結(jié)果表明，該裝置蟲(chóng)口減退率平均在80%左右。

關(guān)鍵詞 風(fēng)光互補(bǔ)；殺蟲(chóng)裝置；口蟲(chóng)減退率

中圖分類號(hào)S49文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）30-10534-02

基金項(xiàng)目東北林業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目。

作者簡(jiǎn)介谷周澎（1992- ），男，黑龍江雙鴨山人，本科生，專業(yè)：森林工程。*通訊作者，副教授，博士，從事森林工程研究。

目前，環(huán)境問(wèn)題日益突出，在農(nóng)林領(lǐng)域，化學(xué)殺蟲(chóng)不僅污染環(huán)境，對(duì)人類健康也造成影響。殺蟲(chóng)燈可有效解決上述問(wèn)題，但也隨之帶來(lái)許多問(wèn)題。例如，傳統(tǒng)供電方式不僅持久耗費(fèi)資金與能源，而且在空曠面積較大的農(nóng)林領(lǐng)域很難實(shí)現(xiàn)供電，用新型太陽(yáng)能供電，受環(huán)境因素與天氣因素影響較大，供電不穩(wěn)定，而且供電時(shí)間較短。目前，人們充分利用農(nóng)田林場(chǎng)空曠、風(fēng)大、陽(yáng)光充足等特點(diǎn)，采用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)作為供能裝置，利用LED紫外線燈作為誘蟲(chóng)光源，用電網(wǎng)電擊殺蟲(chóng)。鑒于此，筆者通過(guò)對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)模塊和輸出逆變模塊的控制電路進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的風(fēng)能太陽(yáng)能控制器，以期為農(nóng)林害蟲(chóng)防治提供借鑒。

1風(fēng)光互補(bǔ)殺蟲(chóng)裝置設(shè)計(jì)方案

風(fēng)能和光能互補(bǔ)式發(fā)電系統(tǒng)由小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏電池板、蓄電池、控制器/逆變器等部分組成（圖1）。風(fēng)力發(fā)電部分采用定槳距尾翼側(cè)偏調(diào)節(jié)式風(fēng)力機(jī)、直驅(qū)式永磁發(fā)電機(jī)[1]，可根據(jù)轉(zhuǎn)速與輸出的交流電壓頻率之間對(duì)應(yīng)關(guān)系測(cè)量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。光伏發(fā)電系統(tǒng)與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行，為蓄電池和負(fù)載供電，變換器對(duì)2種不同能源發(fā)電的解耦能夠?qū)崿F(xiàn)2種系統(tǒng)單獨(dú)或同時(shí)向負(fù)載供電。

光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率主要與半導(dǎo)體材料、PN結(jié)特性、工作溫度、放射性粒子輻射情況、環(huán)境等因素有關(guān)，該裝置采用單晶硅與多晶硅相互結(jié)合的光伏電池板（表1）。

2風(fēng)光互補(bǔ)式殺蟲(chóng)裝置試驗(yàn)研究

殺蟲(chóng)系統(tǒng)主要原理是利用害蟲(chóng)趨光的習(xí)性，采用合適的方式引誘害蟲(chóng)，同時(shí)利用高壓電網(wǎng)電擊殺蟲(chóng)，將害蟲(chóng)收集到集蟲(chóng)裝置中。殺蟲(chóng)系統(tǒng)主要由LED紫外線燈、高壓電網(wǎng)、光感器、濕感器等部分組成，光強(qiáng)度在50 Lx且濕度在45%以下即夜間無(wú)雨時(shí)負(fù)載系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，減少了惡劣天氣人工操作的安全隱患，增加了系統(tǒng)使用壽命。殺蟲(chóng)系統(tǒng)主要用LED紫外線燈作為誘蟲(chóng)光源，LED紫外線燈能產(chǎn)生300～420 nm的光波[7]，在單色光誘蟲(chóng)試驗(yàn)中，330～390 nm范圍內(nèi)的光波能夠吸引多種昆蟲(chóng)，增加了誘殺昆蟲(chóng)的種類。

2.1試驗(yàn)地概況裝置的測(cè)試試驗(yàn)在東北林業(yè)大學(xué)試驗(yàn)林場(chǎng)進(jìn)行。林場(chǎng)占地面積40.00 hm2，喬、灌、草層次明顯，現(xiàn)存樹(shù)木100種，6變種、3變型和7個(gè)栽培變種，分別隸屬31個(gè)科58個(gè)屬（種），在區(qū)系成分上既有寒溫帶針葉林區(qū)樹(shù)種、溫帶針闊葉混交林區(qū)樹(shù)種，又有溫帶草原區(qū)樹(shù)種，具有森林景觀特征。

2.2試驗(yàn)方法分為A、B 2個(gè)試驗(yàn)區(qū)。A區(qū)供試驗(yàn)測(cè)試燈9盞，呈正方形等距離排列，燈間距為50 m，控制面積為2.25 hm2。B區(qū)是面積為1.00 hm2的無(wú)燈區(qū)。亮燈時(shí)間為每天19：00至次日6：00。2014年7月1～10日連續(xù)觀察10 d，每天統(tǒng)計(jì)數(shù)量，計(jì)算蟲(chóng)口減退率。

蟲(chóng)口減退率（%）=（無(wú)燈對(duì)照區(qū)害蟲(chóng)數(shù)-掛燈處理區(qū)害蟲(chóng)數(shù)）/無(wú)燈對(duì)照區(qū)害蟲(chóng)數(shù)×100[8]

2.3試驗(yàn)結(jié)果捕獲到的害蟲(chóng)在數(shù)量上以鱗翅目昆蟲(chóng)最多，其次是鞘翅目，再次是半翅目和直翅目（表3）。以科為單位計(jì)算，鱗翅目種類昆蟲(chóng)數(shù)量以夜蛾科、螟蛾科、燈蛾科、天蛾科和尺蛾科最多；鞘翅目種類昆蟲(chóng)數(shù)量以金龜科、天牛科和跳甲科居多。使用該裝置后，女貞尺蛾等4種主要害蟲(chóng)的蟲(chóng)口減退率平均在80%左右（表4）。

3結(jié)論

風(fēng)光互補(bǔ)殺蟲(chóng)裝置科學(xué)環(huán)保，使用成本低。風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)功能穩(wěn)定，可解決傳統(tǒng)供能方式長(zhǎng)期成本高、單一能源供能不穩(wěn)定的問(wèn)題。LED紫外線誘蟲(chóng)效果科學(xué)有效，電擊殺蟲(chóng)效果明顯。按照試驗(yàn)方案要求，對(duì)女貞尺蛾、斜紋夜蛾等4種主要害蟲(chóng)進(jìn)行調(diào)查，蟲(chóng)口減退率平均在80%左右。

參考文獻(xiàn)

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