探究電氣化技術的發展及在現代農業中的應用

王曉丹

1 農業電氣化技術的概念

農業電氣化技術是指在農業生產和農村生活的領域被廣泛應用的電能，其是農業自動化和生產機械化的基礎。農業電氣化主要包括農業的電能輸送、生產、利用和分配，其主要以電能為動力，主要推廣在農村的家用電器設備、電子產品等方面。農業電氣化技術能夠促進農業技術裝備的發展[1]。

2 電氣化技術的作用

在農業發展中，農業生產勞動力強度比較大、占用的人力比較多、農民勞動的條件較差，采用電氣化技術能夠有效改善這種現狀。其次，電能輸送比較便捷和靈活，其比較適合農業區域比較寬廣、負載比較分散的農村地區。在田間作業時，電能輸送范圍是無限的，其可以利用作業組上的電力傳動代替傳統的機械傳動，減輕機具重量的同時，減少材料和能源的消耗，提高田間作業的質量。農業電氣化可以為家庭提供較多的便利，在農業領域已廣泛采用遙控遙感技術進行電磁波的傳遞信息。采用電氣化技術代替傳統的燃料技術能夠提高能源使用的效率，同時在一定程度上提升用電技術的效率[2]。如今電氣化技術已被廣泛應用于現代農業的發展中，因此，創新電氣化技術能夠提高農民經濟效益，避免能源消耗過度，材料成本過大等資源浪費的現象發生。

3 電氣化技術在農業電網電能變換中的應用

3.1 AC/DC變換

AC/DC變換稱為整流。由于風速的隨機性，農業用微型風力發電機發出來的電能為不穩定的交流電源，需要首先把它們通過AC/DC變換整流成直流電，然后再通過逆變技術變成標準的交流電。這種電路簡單，容易得到直流電壓，但會產生嚴重的諧波污染，需接入濾波器等電力電子裝置濾除諧波。

3.2 DC/DC變換

DC/DC變換稱為直流變換。太陽能、水能、沼氣能、燃料電池等提供的電能為直流電壓，由于電壓等級低，所以需采用直流變換中的升壓電路升壓至合適的電壓等級（圖2為升壓變換電路），然后再進行逆變。另外，發電系統具有輸出功率變化響應慢的特點，如光伏發電系統和小水電發電系統響應時間在秒級，而燃料電池響應時間則更長，甚至需要數分鐘，所以在負荷突變時，功率的輸入跟不上所需要的功率輸出，會出現有功功率不足的現象；另外，光伏發電和風力發電由于陽光和風速的隨機性而具有波動性大的特點，所以需要在系統中加入儲能單元，在發電量多時儲存電能，在發電量少時調用所儲存的電能，儲能單元可以選擇蓄電池等。

4 電氣化技術在現代農業中的應用

4.1 節能計算機開關電源

在發達國家，農業管理人員是利用計算機控制代替人力管理農田，比如農田的灌溉、施肥等田間管理，其可以實現農業現代化發展。計算機在無時無刻的工作，管理人員只需要發出相應的控制指令，但是計算機長期進行工作會使得耗電量明顯增加。因此，采用電氣化技術中的數字開關電源，減少計算機在睡眠狀態的耗電量，可以推動農業生產力的發展。

4.2 農業灌溉中采用變頻的水泵

農村電氣化是以小康水平為標準，優化農業生產農業技術的發展，促使農業區域生產走向農業自動化。傳統農業滴管使用水泵的電動機是無法調速的，水泵在工作時會有一定的轉速，但是不能調節滴管的數量，農民只能通過調節多個閥門的開關滿足灌溉的需求。如果所需的灌溉量比較少，電動機會消耗較大的能量，造成嚴重的能源浪費情況。采用電氣化技術能夠改善此狀況的發生。電氣化技術制造出一個變頻器，其可以調節電動機運動頻率并合理控制電動機的運行速度，從而合理控制灌溉的流量。

4.3 優化施肥設備

與傳統人工施肥相比，精細化施肥技術能夠減少施肥的成本，避免肥料的浪費。從而降低由于施肥造成的環境污染，在一定程度上優化農業生產的工作，提高農產品產量的同時，讓農民獲得更多的經濟利益。在現代農業中使用施肥設備能夠根據肥料實際的播撒量完成自動化的調節。優化施肥過程首先是利用精準的技術和脈寬調制施肥設備，根據“因地制宜”的原則，讓農民根據實際情況改變施肥的數量[3]。農民也可以利用現代化科技，結合導航技術或者采樣技術進行施肥，從而達到施肥的最終目標。

4.4 利用高壓變頻機降低調速成本

高壓變頻清洗機具有工作效率高、范圍比較廣、規模比較大等特點，其可以達到無限的轉速。與其他農機的轉速相比，高壓變頻清洗機的操作比較簡單，安全性能也比較高，這也是高壓變頻清洗機被廣泛應用于農業發展的主要原因。高壓變頻清洗機是對傳統農機設備的優化，其采用的是電氣化技術中的調速、變頻和高壓交流的技術。在農業清洗機內部安裝高壓變頻調速機能夠降低運行的成本，實現自動調控的目標，減少噪音對環境造成的影響。

5 結語

隨著我國科學技術的不斷發展，現代農業的用電量在不斷增加。為提高我國農業電氣化的水平，節約資源，在現代農業中不僅要利用輸電技術滿足農業電力的需求，而且應促進電氣化技術向著信息化、自動化以及技術化的方向發展。文章研究電氣化技術在現代農業中的應用，期望促進我國農業的發展。