早在上世纪八十年代,人们就开始了大棚太阳能集热器+土壤储热技术的研究。因为温室是可以同时利用太阳光光热转化和光合转化的设施。实践证明,80%的光热转化效率和5%光合转化效率下,大棚果蔬产量可以是露天种植果蔬产量的5倍。
大棚太阳能光热利用的原理是“削峰填谷”,即把晴天中午时间段,太阳辐射到大棚内的多余的那份热量,给它储存起来,以备夜间或阴雨雪霾天气使用。
一套完整的大棚太阳能采暖系统,包括太阳能集热器、储热装置、换热设备、散热设备和操纵设备等。早期,人们采纳过利用棚内空气加热土壤的办法,虽然失败了(运行成本高、效果差),但确实证明这个思路可行。
此后,众人纷纷改进,有在后墙做黑色水幕墙的,有后墙放置立柱式暖气片的,有后墙安装平板集热器内胆的,也有在棚外加装真空管集热器的,还有用槽式太阳能集热器的……五花八门,总之是放弃了以空气为介质的换热方式,改为以水或导热油为介质的换热方式了。
储能这一块,有用相变材料的,有用水体的,也有用土壤的。事实证明,种植大棚太阳能采暖中,土壤储能的成本最为低廉,而且效果最好。我在山东莘县的实验表明,大棚土壤温度提高3~5℃,就足以应对连续7个阴雨雪霾天气,可能对大棚作物造成的冻害。
2022年冬季,实验棚最低气温10℃,同期对比棚最低气温只有3℃。2023年冬,山东莘县遭遇数十年不遇的极端低温天气,连续5个雪天,不盖棉被(棉被不防水),实验棚最低气温8℃(没有辅助加热设备),对比棚最低气温3~4℃(夜间燃烧增温块)。
对多地大棚种植户而言,2023年,绝对是一个令人生畏的年份,入冬前,各种菜都是个烂大街的价格,入冬后,一个孬天接着一个孬天的来,等待已久的赚钱希望,终都落成了空。每每遇到雪天时,大棚棉被盖也不是,不盖也不是。12月份的那场大雪,就有很多大棚种植户棚里的菜被冻死了。这两天的大雪,估量受灾的大棚种植户又不在少数。
近年来多变的气候条件,地下棚已越来越不能用(怕水淹,可每年都会有2~3场暴雨),可是不建地下棚,就意味着冬季,棚内的最低气温会下降2℃左右,地温下降0.5~1℃左右。本来,大棚冬季生产,最难解决的就是地温,地下棚冬季的地温,尚不能满足作物的生长适温,改为地上棚后,就更难满足了。这也就是农民朋友为什么明知地下棚容易被水淹,还仍在大量修建地下棚的原因。
太阳能主动吸热+土壤储热大棚的出现,解决了地上棚气温低、地温低的难题,而且应对极端天气时,效果更佳。实验证明,大棚安装纯太阳能采暖系统后,可使冬茬作物增产40%以上,而运行成本,每亩大棚每采暖季,仅为1000~2000度电,经济效益十分可观。
赚钱的机会,永远是给有所准备的人准备的,农户如此,商家亦如此。面对2024的第一桶金,您准备好了吗
阻碍大棚太阳能土壤储热采暖技术推广的主要因素,就是初装成本居高不下,让广大种养殖户们望而生畏。因为对广大大棚种养殖户们来说,一项技术(设施)的投入,如果需要通过3年的增收,才有可能会收回投资,这项技术(设施),会被100%的pass掉,如果能在两年内收回投资,才会有50%的农户考虑使用,如果能在当年收回投资,80%~90%的农户,都会优先考虑这笔投资。
大棚纯太阳能采暖,主要由太阳能吸热和土壤储热两部分组成。土壤储热部分的成本,每亩造价约1.5~1.8万元,这部分成本,是无法进行压缩的,想压缩投资,只能从太阳能吸热部分压缩,也就是压缩太阳能集热器的制造成本。经过多年的创新与实验,目前,我方已经把这一成本,压缩至5000元/亩(120平方米,含接口及安装配件),且集散热效率更高、故障率更低。在此基础上,才使农户在当年收回此技术(设施)的投资,有了实现可能(种高附加值作物)。
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