Вверх с солнцем: солнечная энергия и сельское хозяйство (2003)

  1. Положить солнце на работу на ферме
  2. Сушка урожая и зерна
  3. Тепличное отопление
  4. Дистанционное электроснабжение
  5. Солнечная оранжерея фермы Бадгерсет
  6. Для дополнительной информации

обзор солнечный ветер биомасса

Количество солнечной энергии, которая достигает Земли каждый день, огромно. Вся энергия, запасенная в земных запасах угля, нефти и природного газа, равна энергии всего за 20 солнечных дней. В то время как пустынные районы, такие как Аризона и Невада, получают больше солнечного света, чем другие части Соединенных Штатов, большинство районов получают достаточно солнечного света, чтобы использовать солнечную энергию на практике.

Положить солнце на работу на ферме

Солнечная энергия может использоваться в сельском хозяйстве различными способами, экономя деньги, повышая самообеспеченность и уменьшая загрязнение окружающей среды.

Солнечная энергия может использоваться в сельском хозяйстве различными способами, экономя деньги, повышая самообеспеченность и уменьшая загрязнение окружающей среды

Солнечная энергия управляет этой ирригационной системой. Фото: Siemens Solar Industries, NREL Solar Light and Heat


Солнечная энергия управляет этой ирригационной системой.
Фото: Siemens Solar Industries, NREL Solar Light and Heat
Одним из самых простых способов использования солнечной энергии является проектирование или реконструкция зданий и сараев с использованием естественного дневного света вместо электрического освещения. Молочные предприятия, использующие освещение «длинный день» для увеличения производства, могут сэкономить деньги с помощью световых люков и других вариантов освещения на солнце.

Солнечное тепло также можно использовать для обогрева домов и животноводческих помещений. В закрытых операциях постоянное поступление свежего воздуха имеет решающее значение для поддержания здоровья животных, но это может привести к значительным счетам за отопление. «Активные» системы солнечного отопления, в которых используются тепловые ящики и вентиляторы, могут нагревать воздух, экономя топливо. «Пассивные» солнечные конструкции, в которых здание спроектировано так, чтобы автоматически использовать солнечные лучи, часто являются наиболее экономически эффективным подходом.

Солнечные водонагреватели могут обеспечить низкую или среднюю температуру горячей воды для чистки ручки. Молочные предприятия могут использовать воду, нагретую на солнечной энергии, для очистки оборудования, а также для подогрева и стимулирования вымени коров. Для домов или ферм с электрическими или пропановыми водонагревателями солнечные коллекторы могут сэкономить сотни долларов в год.

Этот солнечный сарай сушит сено, экономя деньги. Источник: Центр анализа и распространения демонстрационных энергетических технологий.

Сушка урожая и зерна

Использование солнца для сушки урожая и зерна является одним из старейших применений солнечной энергии. Оборудование для сушки на солнечной батарее позволяет сушить зерновые культуры быстрее и равномернее, чем оставлять их в поле после уборки урожая, что дает дополнительное преимущество: они не наносят вред птицам, вредителям и погодным условиям.

Типичная солнечная сушилка состоит из ограждения или навеса, экранированных лотков или стоек для сушки и солнечного коллектора. В простом дизайне окна на южную сторону пропускают солнце в сарай. Другие конструкции используют темную коробку со стеклянной крышкой для захвата тепла. Естественная конвекция или вентилятор перемещает горячий воздух через зерновые культуры, чтобы высушить их.

Хотя стоимость солнечного коллектора может быть высокой, использование коллектора для обогрева других зданий в другое время года делает его более экономичным. А небольшие недорогие сушилки легко изготовить из простых материалов.

На одной установке в Швейцарии фермер добавил темную металлическую крышу к сараю для сена, чтобы служить солнечным коллектором, с вентилятором для подачи горячего воздуха через сарай. Это исключило необходимость в масляном или электрическом нагревателе, что позволило сэкономить 4100 долларов в год за счет снижения затрат на электроэнергию и техническое обслуживание. Более того, поскольку фермер выполнял эту работу сам, первоначальные затраты составляли лишь одну восьмую от стоимости масляного обогревателя.

Если на ферме уже есть сушилка, возможно, имеет смысл установить недорогой солнечный нагреватель в дополнение к пропановому или масляному нагревателю. Фермер мог бы сэкономить на топливе, в то же время имея возможность сушить зерновые в пасмурную погоду.

Тепличное отопление

Коммерческие теплицы часто полагаются на солнце для освещения, а на газовые или масляные обогреватели для поддержания постоянной температуры. Солнечная теплица использует строительные материалы для сбора и хранения солнечной энергии в виде тепла. Изоляция сохраняет тепло для использования ночью и в облачные дни. Чтобы захватить больше солнечного света, солнечная оранжерея, как правило, направлена ​​на юг, а ее северная сторона хорошо изолирована, с несколькими окнами или вообще без них. Газовый или масляный обогреватель может быть использован в качестве резервного.

Газовый или масляный обогреватель может быть использован в качестве резервного

Солнце является надежным источником тепла, света и энергии для теплиц. Фото: Уоррен Гретц, NREL

Дистанционное электроснабжение

Солнечный свет также может генерировать электричество. Фотоэлектрические (PV) панели часто являются более дешевым вариантом, чем новые электрические линии для подачи энергии в удаленные места. А поскольку они не требуют топлива и не имеют движущихся частей, они более удобны в эксплуатации и обслуживании, чем дизельные или бензиновые генераторы. В некоторых районах расстояние от источника питания, при котором PV становится более экономичным, чем новые трансформаторы и электрические линии, на удивление короткое - часто всего 50 футов.

Фотоэлектрические системы являются высоконадежным и не требующим особого обслуживания вариантом для электрических заборов, светильников и водяных насосов. Хотя нынешние цены на солнечные панели делают их слишком дорогими для большинства систем орошения сельскохозяйственных культур, фотоэлектрические системы экономичны для удаленного водоснабжения скота, аэрации прудов и небольших систем орошения. Кроме того, прогнозируется, что стоимость PV со временем значительно снизится, что сделает более экономически эффективными приложения.

Солнечная оранжерея фермы Бадгерсет

Филипп и Мэри Раттер построили солнечную оранжерею на своей ферме в Кантоне, штат Миннесота. Теплица частично защищена землей из-за холодного растущего пространства, а крыша покрыта стеклянными окнами, выходящими только на юг. Шесть фотоэлектрических панелей и небольшая ветряная турбина обеспечивают питание для освещения, вентиляторов, откачки воды, а также для открытия и закрытия больших изолирующих жалюзи. Никакой резервной системы отопления или источника питания не требуется. Расширение линий электропередач до теплицы потребовало бы выделения значительного количества земли энергокомпании, расчистки деревьев и потери производительного потенциала земли.

Общая стоимость системы составила 5600 долл. США, что превышает стоимость стандартных теплиц такого же размера. Но, по оценкам Раттерса, система окупит себя за 10 лет за счет экономии энергии. Финансируя систему как часть ипотеки и обесценивая ее как коммерческое оборудование, они также получили значительные налоговые льготы.

"Оно работает!" Филипп Раттер говорит. «Пока в этом году мы вырастили около 20 000 растений здесь, что на самом деле является небольшой долей от того, что мы ожидаем, что здание будет в состоянии производить. Это далеко не альтернативный тип здания. Это очень прямая операция по зарабатыванию денег. " По словам Раттера, помимо экономии денег на счетах за электроэнергию, «энергия значительно надежнее». «В традиционной надземной теплице, если у вас зимой выходит из строя система отопления, вы можете потерять урожай поспешно. Если крыша не сорвется, что на самом деле невозможно, это здание не может замерзнуть в Зимой из-за ее защищенных и надземных аспектов. Эта безопасность может иметь значение для выживания нашего бизнеса в долгосрочной перспективе ».

Источник: Solar Living Source Book: Полное руководство по технологиям возобновляемой энергии и устойчивой жизни , Реальные товары, девятое издание, 1996.

Для дополнительной информации

Центр анализа и распространения продемонстрированных энергетических технологий
www.caddet-re.org

Публикации о расширении сотрудничества
630 West Mifflin Street, Комната 170
Мэдисон, Висконсин 53703-2636
608-262-3346
www.uwex.edu/ces

План обслуживания Среднего Запада
Отдел сельскохозяйственного машиностроения
Университет Иллинойса
1304 Западная Пенсильвания Авеню
Urbana, IL 61801
217-333-7964
www.mwpshq.org/

Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии
Центр данных возобновляемых ресурсов
1617 Коул бульвар
Голден, CO 80401
303-384-6979
rredc.nrel.gov

PV Design Assistance Center
Сандийская национальная лаборатория
Альбукерке, Нью-Мексико 87185-0753
505-844-3698
www.sandia.gov/pv

Торговая Корпорация Реальных Товаров
Улица Лесли 555
Юкайа, Калифорния 95482-5507
800-762-7325
www.realgoods.com

Министерство сельского хозяйства США
2002 Farm Bill
Стимулы возобновляемой энергии
http://www.rurdev.usda.gov/rd/