分布式太陽能綜合綠洲站系統(tǒng)

摘要：中國雖然地大物博，但耕地面積卻占比不大，反而是沙漠、戈壁面積卻不少。一直以來防沙治沙都備受關(guān)注。目前我國的治沙事業(yè)雖然取得了不小的成就，但也是建立在耗費不菲的人力物力基礎(chǔ)上。隨著太陽能發(fā)電技術(shù)的成熟，在沙漠地區(qū)使用太陽能建立分布式太陽能綜合綠洲站，將是推進和鞏固沙漠綠化工程的有力措施。本文中介紹的分布式太陽能綜合綠洲站系統(tǒng)，能利用太陽能，綜合涵蓋綠化、蓄水、通訊、補給等功能，逐步將綠洲向沙漠地區(qū)推進，最終達到綠化沙漠，改善生態(tài)的目的。

關(guān)鍵詞：太陽能;分布式;綠洲站;綠化;沙漠

1.設(shè)置太陽能綜合綠洲站的原因

隨著科技的發(fā)展，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)非常成熟，發(fā)電后直接使用相當便利，但電能的質(zhì)量卻不夠穩(wěn)定，它給太陽能發(fā)電并網(wǎng)帶來了不少問題。而沙漠邊緣的綠化經(jīng)過多年實踐，雖然還無法解決降水不足的問題，但采用草方格固土的技術(shù)已日趨成熟。本文中的太陽能綜合綠洲站，便是整合了成熟的光伏發(fā)電和草方格固土技術(shù)，并在這兩者基礎(chǔ)上，構(gòu)想出了利用太陽能發(fā)電技術(shù)和現(xiàn)有治沙技術(shù)相結(jié)合的節(jié)能生態(tài)技術(shù)。穩(wěn)定推進治沙固沙的同時，又不會消化石燃料，不額外增加炭排放量，最后還能實現(xiàn)一定的經(jīng)濟價值，從而實現(xiàn)真正的節(jié)能環(huán)保的綠色治沙。

2.太陽能綜合綠洲站

太陽能綜合綠洲站，是以太陽能光伏發(fā)電板供能，并就地利用這些能源，進行沙漠綠化作業(yè)的小型工作站點。每個太陽能綜合綠洲站由通用設(shè)施、基本模塊和拓展模塊三部分組成。其中通用設(shè)施是每個太陽能綜合綠洲站的核心基礎(chǔ)設(shè)施，必不可少;基本模塊包含綠洲站基本運行常用的輔助設(shè)施與設(shè)備;拓展模塊則是包含一些太陽能綜合綠洲站的進階功能。

2.1通用設(shè)施

太陽能綜合綠洲站的主要通用設(shè)施如下圖所示：

其中太陽能光伏發(fā)電板是分布式太陽能綜合綠洲站的動力來源。光伏發(fā)電板產(chǎn)生的直流電通過逆變器轉(zhuǎn)化成交流后，成為了站內(nèi)設(shè)備提供可以日常使用的電能，多余的電能不經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)換，直接以直流電接通蓄電池，儲存在蓄電池內(nèi)，以供夜間或陰雨天能源的供給。

光伏發(fā)電板為架空布置，大范圍的光伏發(fā)電板架架空布置后，下方會形成一定范圍的陰涼區(qū)域。在其正下方設(shè)置小型混凝土蓄水池蓄水，有利于減少水分蒸發(fā)。同時為了減少蒸發(fā)和滲透，應做好相應的防蒸發(fā)和滲透措施。

池邊設(shè)置引水泵，由太陽能光伏發(fā)電板供電，將遠方水源點的水，通過輸水管道引水至蓄水池，保持綠洲站的蓄水。雖然蓄水池的水會經(jīng)常用于灌溉或轉(zhuǎn)運到其他缺水的太陽能綜合綠洲站，但由于太陽能光伏發(fā)電板源源不斷產(chǎn)生電能，帶動引水泵不停向蓄水池注水，使太陽能綜合綠洲站的蓄水池能長時間保持足夠水位，保證周圍綠植的灌溉和應對其他需要用水的情況。

2.2基本模塊

基本模塊包含綠洲站周圍草方格、灌溉設(shè)備、通信基站、夜間照明光源等日常功能模塊。

太陽能綜合綠洲站設(shè)立的目的是綠化沙漠，所以抗沙的草立方必不可少。合理布置的草立方有有效減少風沙侵襲。

而依靠綠洲站的太陽能驅(qū)動的智能灌溉系統(tǒng)，可以從蓄水池中源源不斷得到水源的滴灌，確保綠化穩(wěn)步推進。也因為不同于其他治沙手段，太陽能綜合綠洲站有水源灌溉，所以在草立方的基礎(chǔ)上，太陽能綜合綠洲站甚至可以在周邊適當?shù)胤N植生長較快的樹木，在充足水源灌溉下，快速形成小型綠洲，具備抗風沙能力。

通常綠洲站不需要人員常駐，但需要設(shè)立通信基站，使沙漠中的綠洲站也能有手機移動通信信號，保證通信暢通以及網(wǎng)絡(luò)資源的隨時調(diào)用。

而夜間照明光源主要是利用蓄電池的儲電，夜間對周圍植物進行照明，這有利于通過夜間的光和作用促進植物生長，更快起到治沙防護效果。

2.3拓展模塊

拓展模塊用于那些有時需要人員駐留、發(fā)展的綠洲站。

主要包含人員的休息間及必要生活設(shè)備，還有電動越野車、電動農(nóng)用車輛的車庫及其充電設(shè)備。另外還包含工具間、物資補給倉庫、食品儲藏室等拓展房間或設(shè)備。拓展模塊的設(shè)立可以讓綠洲站功能多元化，并能保證少部人人員一段時間的生產(chǎn)生活物資充足。隨著綠化的逐漸實現(xiàn)，讓經(jīng)過拓展的綠洲站成為附近綠洲站的維護中心，并逐漸成為附近的人員補給集散地，并逐漸影響周邊的綠洲站，讓這里慢慢變得適合人類生產(chǎn)生活。

3.分布式太陽能綜合綠洲站系統(tǒng)

單個太陽能綜合綠洲站其實意義并不大，因為其取水點不可能太遠，所以難以快速向沙漠腹地推進進行綠化。

但多個太陽能綜合綠洲站分布式展開，相隔一定距離組成分布式系統(tǒng)，則可解決這個問題。

如下圖所示：

相鄰的太陽能綜合綠洲站之間間隔5～10公里，他們之間采用供水管道相互連接，讓小型蓄水池連接成網(wǎng)，可互為備用水源。數(shù)十上百個太陽能綜合綠洲站連綿布置數(shù)十公里，便可以從水源地深入到沙漠腹地。

多層次的綠洲站不但在面對風沙時有了足夠的緩沖帶，又能保證最前沿的綠洲站有足夠水源應對灌溉等問題。

同時每個綠洲站配置的通信基站也基本能覆蓋周圍區(qū)域，實現(xiàn)水電通信三通，將不適合人類居住的沙漠地區(qū)轉(zhuǎn)化為適合人類生活的區(qū)域。

通過水路聯(lián)網(wǎng)，太陽能綜合綠洲站不但可以通過利用太陽能，逐級將水送到幾十上百公里外的遠處，還能通過基本模塊中的通訊基站，將通訊信號覆蓋過去。使沙漠腹地也能正常使用通訊信號，有利于實施綠化時人員的溝通順暢，也能提高沙漠作業(yè)時人員的安全性。

并且，隨著太陽能綜合綠洲站植被的逐漸成長，綠洲會推進到沙漠更深處。隨著各綠洲植被的發(fā)展，各個綠洲有了一定防沙能力之后，沿著供水管路再修建公路，聯(lián)通各個太陽能綜合綠洲站，并逐漸擴展每個綠洲站對附近的灌溉范圍。如此往復，將能在較短時間將原本的沙漠，變成沙漠和綠洲混雜最終試用原本分布式布置的各個綠洲站練成一片綠洲，最終實現(xiàn)沙漠邊緣的大范圍防沙治沙。

4.結(jié)語

分布式太陽能綜合綠洲站負荷如今綠色環(huán)保，節(jié)能減排的時代潮流。如果能夠得到推廣，將大幅度推進我國的治沙工作。而且，這種形式稍加改進，就能移植到對戈壁、荒漠、沼澤、冰原等地形的治理和改良上。將那些以往的不毛之地，變成適合人類生存的綠地、森林。

參考文獻：

[1]張延斌，張飛.分布式能源發(fā)電技術(shù)及其應用.內(nèi)燃機與配件，2016，（10）

[2]錢紅.沙漠邊緣綠化工程技術(shù)的研究.建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2017年3月上

[3]黃學峰.光伏電站系統(tǒng)設(shè)計在分布式太陽能的應用.山東工業(yè)技術(shù).2016，（19）

作者簡介：張建飛，1985年3月出生，男，漢族，籍貫省份，重慶大足，當前職稱，中級，研究方向：強化換熱，節(jié)能技術(shù)。