西北地區太陽能多用一體系統研究

唐志航

摘要：提高西北地區農村人居環境和質量，是我國社會主義新農村建設的一項重要內容。目前，國家對于西北地區太陽能扶持力度大，鼓勵農村家庭使用太陽能，太陽能的推廣使用和將太陽能能效最大化成為目前研究的主要問題。本文通過分析西北地區能源應用現狀，結合西北地區實際情況，構建出了太陽能多用一體應用系統，將太陽能資源合理的利用予農村生活的各方面，幫助農村家庭創收增效，提高生活水平。

關鍵詞：西北地區;太陽能;多用一體系統

西北地區位于我國內陸地區，西北地區有著豐富的煤炭、石油與天然氣資源，成為我國西氣東輸與西電東送的起點。但是，這些資源的使用，會造成空氣的污染，這違背可持續發展的要求，這些資源也屬于不可再生資源。與太陽能資源相比，在環境保護可持續發展方面太陽能資源就有很大的優勢，太陽能資源屬于清潔性能源，且太陽能不像其他資源，尤其是我國西北地區，光照充足，是取之不盡的。

一、西北地區能源應用現狀

太陽能輻射具有分散性和不穩定性，受晝夜、季節、天氣、位置、海拔、維度、地勢多方面的條件影響。太陽能輻射是間斷的，極其不穩定的，這將給太陽能利用帶來極大困難。因此，要從太陽能的不穩定因素為切入點。根據走訪西北地區農戶進行家庭入戶調查，得出西北地人們思想較為落后，而太陽能作為新能源，人們對太陽能的巨大能量和可以為他們帶來的生活變化與經濟變化還沒有充分認識，覺得太陽能給他們帶來的能效是不可實現的。因此，我們就是以研究人們的需求從而滿足人們的需求為目的。在問卷調查后，了解到人們所希望太陽能資源所帶給他們生活的改變主要在廚房爐灶的使用、由于溫差大早晚取暖和改善西北地區含堿量大的水質上。綜合調查問卷和西北地區太陽能資源不穩定的因素，進一步研究出了適合西北地區農村的家庭使用的太陽能一體系統，讓家庭太陽能系統綜合化，多元化的使用和管理。在家庭采暖保溫的前提下，加入太陽灶和堿水淡化，還可以發電自足。多余電量還能夠得到國家補貼輸入電網。從而滿足西北地區人們對太陽能資源的利用需求。

二、太陽能在西北地區應用優勢分析

太陽能在西北地區應用將有以下優勢：我國西北地區光照充足，有豐富的太陽能資源;國家提倡西部大開發，發展西部經濟，對新能源的使用有很大的扶持力度;國家電網支持使用新能源發電的前提下把多余電量輸入國家電網，可以得到實際補貼;使用太陽能資源的同時，西北地區人民生活水平和經濟水平都可以得到提高。

三、太陽能多用一體系統構建

通過分析，構建的太陽能多用一體系統主要原理及組成為：

通過室外屋頂上四周的反光鏡來反射陽光，因為陽光的分散性和不穩定性，反光鏡的反光角度會隨著一天太陽的移動而變化，從而減小了太陽光輻射不穩定性帶來的影響，增加了太陽光的集聚，不管是在什么季節，什么天氣的情況下，都可以保證太陽光的正常收集。與早期的太陽能吸熱光板相比，也大大的延長了整個系統的實用性和使用壽命。

把太陽能光板收集的光聚集到屋頂正中央的圓柱形集熱圓塔頂端。被頂端吸光裝置鏡面后的導熱熔鹽（導熱熔鹽是一種高溫達到熔點釋放出高溫的化學物，最高反應溫度可達580攝氏度）所吸收，導熱熔鹽會快速達到熔點，而加熱底部水箱里的水，水箱里有溫度感應硬件，會在水被加熱到適合室內采暖的溫度后，再通過輸水管道把水傳送到家庭采暖系統中，提供居民的采暖需求，在溫差比較大的秋冬季節，水箱外部可以加上保溫裝置，以至于在夜間和傍晚的極端低氣溫下使用。

另一方面，導熱熔鹽外部的聚光鏡也會把多余的散光通過它旁邊圓柱形的輸光通道，把散光聚集起來折射進家中的太陽灶系統，加熱太陽灶表面的熔鹽達到熔點，從而起到家庭做飯加熱的用途。在采暖系統的同時太陽灶系統也可以同時運作。太陽灶在維修的時候只需要更換灶面的熔鹽導熱面即可，這也方便了在人煙稀少的農村維修點比較少的缺點。使用起來干凈便捷。

在頂部熔鹽加熱后的水達到家庭供暖的需求后，同樣也會被溫度感應閥所洞悉。溫度感應閥門會停止向采暖系統輸送熱水，熔鹽的溫度達到200℃以后會加迅速讓水箱里的水加熱成水蒸氣從而達到發電的作用。水箱里的水是一點不斷注入的，室內的保溫水溫也不是一下子就能降下來的，所以這就有了發電的系統。由太陽能多用系統產生的電能，是足以滿足一個農村家庭的日常用電量，多余的電量還可以相應國家號召，輸入國家電網帶來間接的經濟效益，這也提高了人們對這以系統使用的積極性。讓太陽能發電不像風能發電和水能發電，可以在低投入的前提下享受與之一樣的國家補貼，在方便了大家的同時也小幅度的提升了西北地區農村生活水平，進一步加快全民小康的進程。

流過采暖系統后的水最終進入地下堿水淡化的水槽里，通過高溫處理過的水儲存在水槽通過沉積，減小水中的含堿量，這個水是可以直接飲用的，如果有更好的飲用水需求，可以在水槽附屬上凈水系統。這一裝置提高了飲用水水質。

四、太陽能多用一體系統應用前景

通過研究構建的太陽能多用一體系統，以西北地區充沛的太陽能資源為前提，把采暖系統，太陽灶系統，發電系統和堿水凈化系統進行系統化的連結并循環管理，從而滿足西北地區人們對太陽能資源的效益需求與附屬的經濟需求。問卷調查與圖表模擬具有科學性和合理性。以西北地區農村人民的需求為主要研究目的，從實際出發，充分證明了科學有效的利用好資源是可以為居民的生活帶來變化的。

五、小結

在經濟飛速發展的今天，資源的使用就足以決定一個國家的經濟發展速度，哪個國家可以高效的開發使用好新能源，那必定使用走在世界的前列的。相信在不遠的未來，太陽能這種高效并且清潔的能源一定會像風能水能一樣成為社會的主流自然資源，而替換掉那些煤炭石油天熱氣資源。真正實現經濟可持續發展，環境可持續發展?？梢宰屛鞅钡貐^人民享受到自己的自然環境所能帶給他們的優勢，增強保護自然環境的積極性。讓人們一提到西北地區，口中不再是荒漠草原沙漠，而是在人們保護下的金山銀山。

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