疫情常态化下农村发展新业态及新能源的应用

李玉霞

（酒泉职业技术学院，甘肃 酒泉 735000）

1 疫情常态化下农村经济格局的变化及乡村振兴新业态

中国有广大的农村战略纵深，有着强大的农耕文明，有大量的耕地，大量的初级农产品，好山好水、好空气、好风光，农村是稳定器也是蓄水池，农村经济有韧劲、也有后劲，本次疫情促使我们眼睛向内、关注根本。

疫情中，我们也感受到了百业维艰，经济发展面临着诸多难点、痛点和堵点，包括资金、市场、人员、供应链等方面的问题，但疫情也使得农村经济格局发生变化，农民工进城找活困难，收入下降，失业率增大，疫情促使我们开始反思过去，农村更加安全，人们有粮吃，家庭团聚，兼顾老幼，生活安心。

疫情促使人们觉醒，人口开始逆城市化流动，人们开始回流到乡村生活、创业、就业，这将极大地改变人们的生活方式，改变乡村的面貌，更会改变中国的产业格局、人口格局、公共服务格局。大家一直看好有能力的年轻人在农村的发展机遇，去带动农村真正实现乡村振兴。

当农产品供不应求的时候，价格势必上涨，靠打工挣钱来维持城市生活的开支坚持不了多久，之前农民进城是因为打工挣钱比在农村种地收入高，但随着农民在种植、养殖业等方面收入增加，尤其疫情以来，猪肉、羊肉、牛肉价格的上涨，农业收入高于城里收入，促使人们返乡创业的动力进一步加大，已出现返乡苗头，去种植经济作物，去搞畜牧养殖，以满足社会基础物质需求，尤其在国家提倡双循环的大环境下，粮食安全、食品安全被更加重视，在疫情常态化下，随着农村治理体系的不断完善和治理能力的不断提高，乡村振兴发展潜力巨大。

2020 年，中国进入了乡村振兴时代。疫情对于农村发展来说，不是刹车，而是换挡，乡村振兴蓬勃发展的基本面没有变，社会对乡村生产的优质农副产品、低密度生态化的生活方式需求量的增加没有变，甚至在疫情期间，乡村振兴产业模式被激活，一些和乡村相关的新业态得到很好的发展[1]，这些新业态主要表现在以下几个方面：通过农产电商平台有效地解决农产品滞销的问题，发展冷库和冷链物流设施，让瓜果与蔬菜等优质农产品分期上市，小区业主团购农产品，乡村孩子上起了网课，农民通过互联网医疗平台进行网上义诊，人们到乡村去旅游体验、养生养老、生活就业。

在这个自媒体大爆发的时代，一些农民惊喜地发现手机原来这么好用，农民用上了智能手机，开通了微信、抖音、快手、淘宝等账号，在手机上获取农业科普知识、农业新发明、新技术、新机械，如小型玉米收割机、洋芋种植机、药材收获机等，所以，疫情对乡村产业来说不是停滞和倒退，而是换挡，未来的农村是一个集“生态农业、生态加工、物流交易、特色产业、文旅康养”于一体的田园综合体。

2 新能源在农村发展中的应用

能源是经济发展和日常生活的重要基础，随着社会发展,能源危机日趋显现，当前,我国传统农村能源利用率低,稳定性差。如何充分利用农村资源、改善农村能源结构、转变农业增长方式、提高农民生活质量具有重大现实意义。

农村新能源行业包括太阳能热利用、沼气、生物质能转换、小型离网太阳能光伏发电、小型风力发电、节能煤炉、炕、灶等，通过整合这些技术产品可为广大农村提供可持续应用的高品位清洁能源[2]。

农村能源供给结构与城市有一定差别,由于风力资源各地差异较大，沼气工业化水平低，本文主要看好太阳能资源的开发。农村空间巨大，太阳能是一种可再生能源，是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出的巨大核能，主要表现是太阳光线，阳光普照大地，没有地域的限制，太阳能资源丰富，无需运输，可直接利用，是最清洁的能源。同时，随着太阳能应用技术的发展,成本逐年下降,其清洁、高效、丰富等特点在农村具有广阔的发展前景，如太阳能供热、太阳能灯具、太阳能发电、风光互补无线监控系统等。

2.1 新旧能源组合供热

农村远离城市，没有天然气供暖和发电厂热水供暖，也没有集中供热站。城里人热水洗漱很方便，但大部分农村还未实现，取暖都成问题，何谈有富余的热水洗澡。

我国西北地区冬季长达5 个月，目前农村取暖主要靠烧煤和火炕，辅助的有电热毯、电热器、空调等，成套成熟的太阳能供暖系统缺少，笔者提出并建立了“太阳能+火炉+火炕”的分时组合式高效供暖技术,使得常规能源消耗大大减少,极大地提升了室内温度。

此处介绍的是一种民用太阳能供暖系统,包括太阳能真空集热器、保温水箱、地暖循环系统、过水热、自控系统和辅热系统，太阳能真空集热器由若干根并列的太阳能集热管构成,集热器的上下分别设有出水口和进水口,集热管数量和保温水箱体积依据供暖面积大小确定，热水循环系统包括地暖盘管、散热片、循环泵、分水器和阀门等,真空管太阳能集热器、保温水箱、热水循环系统、自控系统和辅热系统通过管路连接形成密闭循环流体通路,向室内供暖和热水，系统配置如图1 所示。

图1 新旧能源组合供热系统

2.1.1 工作机理

上水：冬季白天太阳升起时，阀C 打开，上水泵工作，太阳能集热器中上水，待顶部水箱水位达80%时，阀C 关闭，上水泵停止工作。

自然加热：水在集热器中受太阳辐射加热，温度慢慢上升，集热器中热水上浮，冷水下沉，促使水在集热器和顶端水箱中自然流动，水温不断上升。

集热器循环供热：待顶部水箱水温上到80℃时，阀A 开启，阀B 关闭，此时整个系统进入外循环，在循环泵的带动下，热水的循环走向为集热器—顶部水箱—保温水箱—循环泵—过水热—地暖循环系统—集热器。待保温水箱水温上到70℃时，可以往保温水箱中补水，使得保温水箱的水量达到80%，同时循环泵转为低速工作，顶部水箱是通过溢流口出水的，所以，正常工作期间顶部水箱水位保持在80%。

辅助系统供热：在太阳落山以后或阴雪天气时，阀A 关闭，阀B 开启，此时整个系统进入内循环，在循环泵的带动下，热水的循环过程为火炉的换热器—火炕的吸热器—保温水箱—循环泵—过水热—地暖循环系统—火炉的换热器；在保温水箱水温低于18℃时，置于保温水箱内部的电热器将工作，直到水温在30℃时停止加热；在阀A 关闭，阀B开启的同时，阀C 打开，太阳能集热器和顶部水箱开始卸水，在重力作用下热水自流到保温水箱，目的是在夜间放空集热管和顶部水箱中的水，以防冻管，值得注意的是顶部水箱体积约为保温水箱的10%，防止保温水箱溢流。

这套系统在以上两种系统间自控切换，也可手动切换，实现了能源的综合利用，保证了室内温度的相对稳定。

2.1.2 成本预算

该系统通过对不同的取暖方式进行整合，充分利用太阳能真空集热技术先收集热能，再储存热能,在自动控制系统下为房屋供暖和生活用热水，优势明显，成本为1.3 万元/户（以100 m2供暖面积计算），一次投入相当于过去5 年的取暖成本，本系统供暖质量高，可用10～15 年，长远成本低于传统供热成本，年可节约1 t 标准煤，见表1。

表1 按照房屋室内面积100 m2 的预算价格（数量：个，单价：元）

2.2 夏季太阳能热水供应系统

夏季日照时间长，太阳能资源更加丰富，冬季供暖系统可通过阀门转化，直接可为夏季提供热水，热水的走向为自来水—集热器—顶部水箱—保温水箱—循环泵—花洒、洗菜池、洗漱台，所以，一套系统冬夏季均可用，热水完全富裕，极大地解决了农村洗澡、洗漱、洗碗、无热水的困境，与冬季供暖系统的区别是夏季热水直接应用，无需循环加热，系统如图2 所示。

图2 夏季太阳能热水供应系统

2.3 农村家用太阳能离网供电系统

随着一次能源的消耗，其贮量日益下降，价格必然上涨，而太阳能发电随着技术的发展，成本会逐步降低，太阳能光伏发电是一种利用光生伏特效应原理将光能转化成电能的发电技术，它具有无污染、无噪音、“用之不尽，取之不竭”等特点，是目前新能源发电中的一种重要形式。家庭太阳能发电系统可满足日常照明、电视、冰箱、手机等电器用电，能在寒冷、高温、潮湿环境运行自如，备受青睐，即便是在国家电网不稳或断网的情况下，家用太阳能发电系统可供电小功率电器，也不会影响到正常生活。

农村家用太阳能离网供电系统主要应用于家用电器，具有投资小、建设快、占地面积小，灵活性大等特点。由太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电组，逆变器（输出交流220 V）组成。太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，其作用是将太阳的光能转化为电能后，输出直流电存入蓄电池中，太阳能控制器具有防过充、过放、电子短路、过载保护、反接保护等功能，控制器用数字LED 显示，操作简单，目前，一套家用太阳能离网供电系统一般用四年就可回本。

2.4 智慧管控型太阳能灯具

智慧管控型太阳能灯具是照明行业中的一种节能产品，不仅采用光伏电池供电，而且还采用LED 光源，价格在100～1000 元之间由于安装拆卸简单，电路连接后直接可用，也可随身携带，也可放在田间地头，照亮农民夜间工作。因为，太阳能系列产品不需要发电场地，也不用长期的管理，不产生电费，节约能源，不受供电影响，不用开沟埋线，不消耗常规电能，不污染环境等特点，这让农村百姓容易接受，在农村得到广泛的应用，这种智慧型灯具可用于乡村道路、庭院照明，草坪照明、地窖、窑洞、冷库等，它是在白天有阳光的时候，光伏组件吸收光能转化成电能，通过控制器向蓄电池充电，到了天黑自动亮灯，蓄电池通过控制器向LED 灯供电，如图3-4 所示。

图3 太阳能路灯

图4 太阳能庭院照明

2.5 便携式太阳能户外电源

便携式太阳能户外电源系统包括太阳能充电模块、充电管理模块、储电池组、电池电量输出保护模块、声光报警模块、插座模块、汽车启动线接线柱、逆变器、220 V 输出接口、单片机、USB 接口组、电源指示灯、显示模块以及12 V 输出接口，它可用于自驾游、野营、爬山、探险、无人机续航、户外电脑办公、智能手机、相机、电饭煲、电磁炉、照明，还可用于临时施工用电，如小型水泵、小型电焊机、电钻、角磨机等，非常适用于没有电网供电的山区、草原，也可用于汽车应急启动，户外团体紧急集合以及个人声光求救，如图5 所示。

图5 便携式太阳能户外电源

2.6 太阳能电动车

太阳能电动车是在保持电动车现有配置和车辆结构的基础上，加装了2～4 m2的太阳能光伏电池组件，白天，将太阳能转化成电能对车进行供电，在晚间或阴雨天，可以利用家用交流电进行充电，在很大程度上降低了电动车的使用成本，可有效地补充电动车行驶途中的电量，增强电动车行驶、爬坡的动力，增加续航里程达50%以上，太阳能电动车可以实现一边行驶、一边充电，使用寿命可达12 年左右，太阳能电动车最大优势是环保、节能、安全、经济，批量生产成本在人民币5 000～6 000 元，如图6 所示。

图6 太阳能电动车

2.7 风光互补无线智能监控系统

风光互补无线智能监控（如图7 所示），系统主要应用于在山区，电网布置不便，取电困难的地方。风光互补无线智能监控系统具备4G 远程监控、双向语音、移动追踪、声光警戒、录像回放等功能，可实现在农田、养殖、种植场所、主要道路、围墙等地点进行实时全天候视频监控，设备运行自动控制，具有移动灵活、经济、实用、可靠、安全等诸多优点，单套系统的价格在200～2 000 元，可加强对田间的管控，人们可在有网络的任何地方通过手机实时了解到地里的情况，处理突发事件，也可根据录像回放进行追踪分析。

图7 风光互补无线智能监控

风光互补无线智能监控系统主要由发电系统、无线视频传输系统、视频监控系统三个子系统组成。由太阳能组件、风力发电机、蓄电池、智能充放电控制器、4G/5G 无线网络、摄像机等组成。其工作原理是太阳能电池组件将太阳的光能转化为电能,风力发电机进行互补配合，白天,太阳能光伏组件通过控制器给视频监控部件供电,同时将多余的能量储存在储能系统中，当到夜间、阴天等日照条件不好的情况下,转由储能系统给视频监控供电。