西北地区太阳能多用一体系统研究

唐志航

摘要：提高西北地区农村人居环境和质量，是我国社会主义新农村建设的一项重要内容。目前，国家对于西北地区太阳能扶持力度大，鼓励农村家庭使用太阳能，太阳能的推广使用和将太阳能能效最大化成为目前研究的主要问题。本文通过分析西北地区能源应用现状，结合西北地区实际情况，构建出了太阳能多用一体应用系统，将太阳能资源合理的利用予农村生活的各方面，帮助农村家庭创收增效，提高生活水平。

关键词：西北地区;太阳能;多用一体系统

西北地区位于我国内陆地区，西北地区有着丰富的煤炭、石油与天然气资源，成为我国西气东输与西电东送的起点。但是，这些资源的使用，会造成空气的污染，这违背可持续发展的要求，这些资源也属于不可再生资源。与太阳能资源相比，在环境保护可持续发展方面太阳能资源就有很大的优势，太阳能资源属于清洁性能源，且太阳能不像其他资源，尤其是我国西北地区，光照充足，是取之不尽的。

一、西北地区能源应用现状

太阳能辐射具有分散性和不稳定性，受昼夜、季节、天气、位置、海拔、维度、地势多方面的条件影响。太阳能辐射是间断的，极其不稳定的，这将给太阳能利用带来极大困难。因此，要从太阳能的不稳定因素为切入点。根据走访西北地区农户进行家庭入户调查，得出西北地人们思想较为落后，而太阳能作为新能源，人们对太阳能的巨大能量和可以为他们带来的生活变化与经济变化还没有充分认识，觉得太阳能给他们带来的能效是不可实现的。因此，我们就是以研究人们的需求从而满足人们的需求为目的。在问卷调查后，了解到人们所希望太阳能资源所带给他们生活的改变主要在厨房炉灶的使用、由于温差大早晚取暖和改善西北地区含碱量大的水质上。综合调查问卷和西北地区太阳能资源不稳定的因素，进一步研究出了适合西北地区农村的家庭使用的太阳能一体系统，让家庭太阳能系统综合化，多元化的使用和管理。在家庭采暖保温的前提下，加入太阳灶和碱水淡化，还可以发电自足。多余电量还能够得到国家补贴输入电网。从而满足西北地区人们对太阳能资源的利用需求。

二、太阳能在西北地区应用优势分析

太阳能在西北地区应用将有以下优势：我国西北地区光照充足，有丰富的太阳能资源;国家提倡西部大开发，发展西部经济，对新能源的使用有很大的扶持力度;国家电网支持使用新能源发电的前提下把多余电量输入国家电网，可以得到实际补贴;使用太阳能资源的同时，西北地区人民生活水平和经济水平都可以得到提高。

三、太阳能多用一体系统构建

通过分析，构建的太阳能多用一体系统主要原理及组成为：

通过室外屋顶上四周的反光镜来反射阳光，因为阳光的分散性和不稳定性，反光镜的反光角度会随着一天太阳的移动而变化，从而减小了太阳光辐射不稳定性带来的影响，增加了太阳光的集聚，不管是在什么季节，什么天气的情况下，都可以保证太阳光的正常收集。与早期的太阳能吸热光板相比，也大大的延长了整个系统的实用性和使用寿命。

把太阳能光板收集的光聚集到屋顶正中央的圆柱形集热圆塔顶端。被顶端吸光装置镜面后的导热熔盐（导热熔盐是一种高温达到熔点释放出高温的化学物，最高反应温度可达580摄氏度）所吸收，导热熔盐会快速达到熔点，而加热底部水箱里的水，水箱里有温度感应硬件，会在水被加热到适合室内采暖的温度后，再通过输水管道把水传送到家庭采暖系统中，提供居民的采暖需求，在温差比较大的秋冬季节，水箱外部可以加上保温装置，以至于在夜间和傍晚的极端低气温下使用。

另一方面，导热熔盐外部的聚光镜也会把多余的散光通过它旁边圆柱形的输光通道，把散光聚集起來折射进家中的太阳灶系统，加热太阳灶表面的熔盐达到熔点，从而起到家庭做饭加热的用途。在采暖系统的同时太阳灶系统也可以同时运作。太阳灶在维修的时候只需要更换灶面的熔盐导热面即可，这也方便了在人烟稀少的农村维修点比较少的缺点。使用起来干净便捷。

在顶部熔盐加热后的水达到家庭供暖的需求后，同样也会被温度感应阀所洞悉。温度感应阀门会停止向采暖系统输送热水，熔盐的温度达到200℃以后会加迅速让水箱里的水加热成水蒸气从而达到发电的作用。水箱里的水是一点不断注入的，室内的保温水温也不是一下子就能降下来的，所以这就有了发电的系统。由太阳能多用系统产生的电能，是足以满足一个农村家庭的日常用电量，多余的电量还可以相应国家号召，输入国家电网带来间接的经济效益，这也提高了人们对这以系统使用的积极性。让太阳能发电不像风能发电和水能发电，可以在低投入的前提下享受与之一样的国家补贴，在方便了大家的同时也小幅度的提升了西北地区农村生活水平，进一步加快全民小康的进程。

流过采暖系统后的水最终进入地下碱水淡化的水槽里，通过高温处理过的水储存在水槽通过沉积，减小水中的含碱量，这个水是可以直接饮用的，如果有更好的饮用水需求，可以在水槽附属上净水系统。这一装置提高了饮用水水质。

四、太阳能多用一体系统应用前景

通过研究构建的太阳能多用一体系统，以西北地区充沛的太阳能资源为前提，把采暖系统，太阳灶系统，发电系统和碱水净化系统进行系统化的连结并循环管理，从而满足西北地区人们对太阳能资源的效益需求与附属的经济需求。问卷调查与图表模拟具有科学性和合理性。以西北地区农村人民的需求为主要研究目的，从实际出发，充分证明了科学有效的利用好资源是可以为居民的生活带来变化的。

五、小结

在经济飞速发展的今天，资源的使用就足以决定一个国家的经济发展速度，哪个国家可以高效的开发使用好新能源，那必定使用走在世界的前列的。相信在不远的未来，太阳能这种高效并且清洁的能源一定会像风能水能一样成为社会的主流自然资源，而替换掉那些煤炭石油天热气资源。真正实现经济可持续发展，环境可持续发展。可以让西北地区人民享受到自己的自然环境所能带给他们的优势，增强保护自然环境的积极性。让人们一提到西北地区，口中不再是荒漠草原沙漠，而是在人们保护下的金山银山。

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