疫情常態(tài)化下農(nóng)村發(fā)展新業(yè)態(tài)及新能源的應(yīng)用

李玉霞

（酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 酒泉 735000）

1 疫情常態(tài)化下農(nóng)村經(jīng)濟(jì)格局的變化及鄉(xiāng)村振興新業(yè)態(tài)

中國(guó)有廣大的農(nóng)村戰(zhàn)略縱深，有著強(qiáng)大的農(nóng)耕文明，有大量的耕地，大量的初級(jí)農(nóng)產(chǎn)品，好山好水、好空氣、好風(fēng)光，農(nóng)村是穩(wěn)定器也是蓄水池，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)有韌勁、也有后勁，本次疫情促使我們眼睛向內(nèi)、關(guān)注根本。

疫情中，我們也感受到了百業(yè)維艱，經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨著諸多難點(diǎn)、痛點(diǎn)和堵點(diǎn)，包括資金、市場(chǎng)、人員、供應(yīng)鏈等方面的問(wèn)題，但疫情也使得農(nóng)村經(jīng)濟(jì)格局發(fā)生變化，農(nóng)民工進(jìn)城找活困難，收入下降，失業(yè)率增大，疫情促使我們開(kāi)始反思過(guò)去，農(nóng)村更加安全，人們有糧吃，家庭團(tuán)聚，兼顧老幼，生活安心。

疫情促使人們覺(jué)醒，人口開(kāi)始逆城市化流動(dòng)，人們開(kāi)始回流到鄉(xiāng)村生活、創(chuàng)業(yè)、就業(yè)，這將極大地改變?nèi)藗兊纳罘绞?，改變鄉(xiāng)村的面貌，更會(huì)改變中國(guó)的產(chǎn)業(yè)格局、人口格局、公共服務(wù)格局。大家一直看好有能力的年輕人在農(nóng)村的發(fā)展機(jī)遇，去帶動(dòng)農(nóng)村真正實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興。

當(dāng)農(nóng)產(chǎn)品供不應(yīng)求的時(shí)候，價(jià)格勢(shì)必上漲，靠打工掙錢(qián)來(lái)維持城市生活的開(kāi)支堅(jiān)持不了多久，之前農(nóng)民進(jìn)城是因?yàn)榇蚬赍X(qián)比在農(nóng)村種地收入高，但隨著農(nóng)民在種植、養(yǎng)殖業(yè)等方面收入增加，尤其疫情以來(lái)，豬肉、羊肉、牛肉價(jià)格的上漲，農(nóng)業(yè)收入高于城里收入，促使人們返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)的動(dòng)力進(jìn)一步加大，已出現(xiàn)返鄉(xiāng)苗頭，去種植經(jīng)濟(jì)作物，去搞畜牧養(yǎng)殖，以滿(mǎn)足社會(huì)基礎(chǔ)物質(zhì)需求，尤其在國(guó)家提倡雙循環(huán)的大環(huán)境下，糧食安全、食品安全被更加重視，在疫情常態(tài)化下，隨著農(nóng)村治理體系的不斷完善和治理能力的不斷提高，鄉(xiāng)村振興發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

2020 年，中國(guó)進(jìn)入了鄉(xiāng)村振興時(shí)代。疫情對(duì)于農(nóng)村發(fā)展來(lái)說(shuō)，不是剎車(chē)，而是換擋，鄉(xiāng)村振興蓬勃發(fā)展的基本面沒(méi)有變，社會(huì)對(duì)鄉(xiāng)村生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)農(nóng)副產(chǎn)品、低密度生態(tài)化的生活方式需求量的增加沒(méi)有變，甚至在疫情期間，鄉(xiāng)村振興產(chǎn)業(yè)模式被激活，一些和鄉(xiāng)村相關(guān)的新業(yè)態(tài)得到很好的發(fā)展[1]，這些新業(yè)態(tài)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：通過(guò)農(nóng)產(chǎn)電商平臺(tái)有效地解決農(nóng)產(chǎn)品滯銷(xiāo)的問(wèn)題，發(fā)展冷庫(kù)和冷鏈物流設(shè)施，讓瓜果與蔬菜等優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品分期上市，小區(qū)業(yè)主團(tuán)購(gòu)農(nóng)產(chǎn)品，鄉(xiāng)村孩子上起了網(wǎng)課，農(nóng)民通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療平臺(tái)進(jìn)行網(wǎng)上義診，人們到鄉(xiāng)村去旅游體驗(yàn)、養(yǎng)生養(yǎng)老、生活就業(yè)。

在這個(gè)自媒體大爆發(fā)的時(shí)代，一些農(nóng)民驚喜地發(fā)現(xiàn)手機(jī)原來(lái)這么好用，農(nóng)民用上了智能手機(jī)，開(kāi)通了微信、抖音、快手、淘寶等賬號(hào)，在手機(jī)上獲取農(nóng)業(yè)科普知識(shí)、農(nóng)業(yè)新發(fā)明、新技術(shù)、新機(jī)械，如小型玉米收割機(jī)、洋芋種植機(jī)、藥材收獲機(jī)等，所以，疫情對(duì)鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)不是停滯和倒退，而是換擋，未來(lái)的農(nóng)村是一個(gè)集“生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)加工、物流交易、特色產(chǎn)業(yè)、文旅康養(yǎng)”于一體的田園綜合體。

2 新能源在農(nóng)村發(fā)展中的應(yīng)用

能源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和日常生活的重要基礎(chǔ)，隨著社會(huì)發(fā)展,能源危機(jī)日趨顯現(xiàn)，當(dāng)前,我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)村能源利用率低,穩(wěn)定性差。如何充分利用農(nóng)村資源、改善農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)增長(zhǎng)方式、提高農(nóng)民生活質(zhì)量具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

農(nóng)村新能源行業(yè)包括太陽(yáng)能熱利用、沼氣、生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換、小型離網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電、小型風(fēng)力發(fā)電、節(jié)能煤爐、炕、灶等，通過(guò)整合這些技術(shù)產(chǎn)品可為廣大農(nóng)村提供可持續(xù)應(yīng)用的高品位清潔能源[2]。

農(nóng)村能源供給結(jié)構(gòu)與城市有一定差別,由于風(fēng)力資源各地差異較大，沼氣工業(yè)化水平低，本文主要看好太陽(yáng)能資源的開(kāi)發(fā)。農(nóng)村空間巨大，太陽(yáng)能是一種可再生能源，是由太陽(yáng)內(nèi)部氫原子發(fā)生氫氦聚變釋放出的巨大核能，主要表現(xiàn)是太陽(yáng)光線(xiàn)，陽(yáng)光普照大地，沒(méi)有地域的限制，太陽(yáng)能資源豐富，無(wú)需運(yùn)輸，可直接利用，是最清潔的能源。同時(shí)，隨著太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,成本逐年下降,其清潔、高效、豐富等特點(diǎn)在農(nóng)村具有廣闊的發(fā)展前景，如太陽(yáng)能供熱、太陽(yáng)能燈具、太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)光互補(bǔ)無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)等。

2.1 新舊能源組合供熱

農(nóng)村遠(yuǎn)離城市，沒(méi)有天然氣供暖和發(fā)電廠(chǎng)熱水供暖，也沒(méi)有集中供熱站。城里人熱水洗漱很方便，但大部分農(nóng)村還未實(shí)現(xiàn)，取暖都成問(wèn)題，何談?dòng)懈挥嗟臒崴丛琛?/p>

我國(guó)西北地區(qū)冬季長(zhǎng)達(dá)5 個(gè)月，目前農(nóng)村取暖主要靠燒煤和火炕，輔助的有電熱毯、電熱器、空調(diào)等，成套成熟的太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)缺少，筆者提出并建立了“太陽(yáng)能+火爐+火炕”的分時(shí)組合式高效供暖技術(shù),使得常規(guī)能源消耗大大減少,極大地提升了室內(nèi)溫度。

此處介紹的是一種民用太陽(yáng)能供暖系統(tǒng),包括太陽(yáng)能真空集熱器、保溫水箱、地暖循環(huán)系統(tǒng)、過(guò)水熱、自控系統(tǒng)和輔熱系統(tǒng)，太陽(yáng)能真空集熱器由若干根并列的太陽(yáng)能集熱管構(gòu)成,集熱器的上下分別設(shè)有出水口和進(jìn)水口,集熱管數(shù)量和保溫水箱體積依據(jù)供暖面積大小確定，熱水循環(huán)系統(tǒng)包括地暖盤(pán)管、散熱片、循環(huán)泵、分水器和閥門(mén)等,真空管太陽(yáng)能集熱器、保溫水箱、熱水循環(huán)系統(tǒng)、自控系統(tǒng)和輔熱系統(tǒng)通過(guò)管路連接形成密閉循環(huán)流體通路,向室內(nèi)供暖和熱水，系統(tǒng)配置如圖1 所示。

圖1 新舊能源組合供熱系統(tǒng)

2.1.1 工作機(jī)理

上水：冬季白天太陽(yáng)升起時(shí)，閥C 打開(kāi)，上水泵工作，太陽(yáng)能集熱器中上水，待頂部水箱水位達(dá)80%時(shí)，閥C 關(guān)閉，上水泵停止工作。

自然加熱：水在集熱器中受太陽(yáng)輻射加熱，溫度慢慢上升，集熱器中熱水上浮，冷水下沉，促使水在集熱器和頂端水箱中自然流動(dòng)，水溫不斷上升。

集熱器循環(huán)供熱：待頂部水箱水溫上到80℃時(shí)，閥A 開(kāi)啟，閥B 關(guān)閉，此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入外循環(huán)，在循環(huán)泵的帶動(dòng)下，熱水的循環(huán)走向?yàn)榧療崞鳌敳克洹厮洹h(huán)泵—過(guò)水熱—地暖循環(huán)系統(tǒng)—集熱器。待保溫水箱水溫上到70℃時(shí)，可以往保溫水箱中補(bǔ)水，使得保溫水箱的水量達(dá)到80%，同時(shí)循環(huán)泵轉(zhuǎn)為低速工作，頂部水箱是通過(guò)溢流口出水的，所以，正常工作期間頂部水箱水位保持在80%。

輔助系統(tǒng)供熱：在太陽(yáng)落山以后或陰雪天氣時(shí)，閥A 關(guān)閉，閥B 開(kāi)啟，此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入內(nèi)循環(huán)，在循環(huán)泵的帶動(dòng)下，熱水的循環(huán)過(guò)程為火爐的換熱器—火炕的吸熱器—保溫水箱—循環(huán)泵—過(guò)水熱—地暖循環(huán)系統(tǒng)—火爐的換熱器；在保溫水箱水溫低于18℃時(shí)，置于保溫水箱內(nèi)部的電熱器將工作，直到水溫在30℃時(shí)停止加熱；在閥A 關(guān)閉，閥B開(kāi)啟的同時(shí)，閥C 打開(kāi)，太陽(yáng)能集熱器和頂部水箱開(kāi)始卸水，在重力作用下熱水自流到保溫水箱，目的是在夜間放空集熱管和頂部水箱中的水，以防凍管，值得注意的是頂部水箱體積約為保溫水箱的10%，防止保溫水箱溢流。

這套系統(tǒng)在以上兩種系統(tǒng)間自控切換，也可手動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)了能源的綜合利用，保證了室內(nèi)溫度的相對(duì)穩(wěn)定。

2.1.2 成本預(yù)算

該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)不同的取暖方式進(jìn)行整合，充分利用太陽(yáng)能真空集熱技術(shù)先收集熱能，再儲(chǔ)存熱能,在自動(dòng)控制系統(tǒng)下為房屋供暖和生活用熱水，優(yōu)勢(shì)明顯，成本為1.3 萬(wàn)元/戶(hù)（以100 m2供暖面積計(jì)算），一次投入相當(dāng)于過(guò)去5 年的取暖成本，本系統(tǒng)供暖質(zhì)量高，可用10～15 年，長(zhǎng)遠(yuǎn)成本低于傳統(tǒng)供熱成本，年可節(jié)約1 t 標(biāo)準(zhǔn)煤，見(jiàn)表1。

表1 按照房屋室內(nèi)面積100 m2 的預(yù)算價(jià)格（數(shù)量：個(gè)，單價(jià)：元）

2.2 夏季太陽(yáng)能熱水供應(yīng)系統(tǒng)

夏季日照時(shí)間長(zhǎng)，太陽(yáng)能資源更加豐富，冬季供暖系統(tǒng)可通過(guò)閥門(mén)轉(zhuǎn)化，直接可為夏季提供熱水，熱水的走向?yàn)樽詠?lái)水—集熱器—頂部水箱—保溫水箱—循環(huán)泵—花灑、洗菜池、洗漱臺(tái)，所以，一套系統(tǒng)冬夏季均可用，熱水完全富裕，極大地解決了農(nóng)村洗澡、洗漱、洗碗、無(wú)熱水的困境，與冬季供暖系統(tǒng)的區(qū)別是夏季熱水直接應(yīng)用，無(wú)需循環(huán)加熱，系統(tǒng)如圖2 所示。

圖2 夏季太陽(yáng)能熱水供應(yīng)系統(tǒng)

2.3 農(nóng)村家用太陽(yáng)能離網(wǎng)供電系統(tǒng)

隨著一次能源的消耗，其貯量日益下降，價(jià)格必然上漲，而太陽(yáng)能發(fā)電隨著技術(shù)的發(fā)展，成本會(huì)逐步降低，太陽(yáng)能光伏發(fā)電是一種利用光生伏特效應(yīng)原理將光能轉(zhuǎn)化成電能的發(fā)電技術(shù)，它具有無(wú)污染、無(wú)噪音、“用之不盡，取之不竭”等特點(diǎn)，是目前新能源發(fā)電中的一種重要形式。家庭太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)可滿(mǎn)足日常照明、電視、冰箱、手機(jī)等電器用電，能在寒冷、高溫、潮濕環(huán)境運(yùn)行自如，備受青睞，即便是在國(guó)家電網(wǎng)不穩(wěn)或斷網(wǎng)的情況下，家用太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)可供電小功率電器，也不會(huì)影響到正常生活。

農(nóng)村家用太陽(yáng)能離網(wǎng)供電系統(tǒng)主要應(yīng)用于家用電器，具有投資小、建設(shè)快、占地面積小，靈活性大等特點(diǎn)。由太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能控制器、蓄電組，逆變器（輸出交流220 V）組成。太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，其作用是將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)化為電能后，輸出直流電存入蓄電池中，太陽(yáng)能控制器具有防過(guò)充、過(guò)放、電子短路、過(guò)載保護(hù)、反接保護(hù)等功能，控制器用數(shù)字LED 顯示，操作簡(jiǎn)單，目前，一套家用太陽(yáng)能離網(wǎng)供電系統(tǒng)一般用四年就可回本。

2.4 智慧管控型太陽(yáng)能燈具

智慧管控型太陽(yáng)能燈具是照明行業(yè)中的一種節(jié)能產(chǎn)品，不僅采用光伏電池供電，而且還采用LED 光源，價(jià)格在100～1000 元之間由于安裝拆卸簡(jiǎn)單，電路連接后直接可用，也可隨身攜帶，也可放在田間地頭，照亮農(nóng)民夜間工作。因?yàn)?，太?yáng)能系列產(chǎn)品不需要發(fā)電場(chǎng)地，也不用長(zhǎng)期的管理，不產(chǎn)生電費(fèi)，節(jié)約能源，不受供電影響，不用開(kāi)溝埋線(xiàn)，不消耗常規(guī)電能，不污染環(huán)境等特點(diǎn)，這讓農(nóng)村百姓容易接受，在農(nóng)村得到廣泛的應(yīng)用，這種智慧型燈具可用于鄉(xiāng)村道路、庭院照明，草坪照明、地窖、窯洞、冷庫(kù)等，它是在白天有陽(yáng)光的時(shí)候，光伏組件吸收光能轉(zhuǎn)化成電能，通過(guò)控制器向蓄電池充電，到了天黑自動(dòng)亮燈，蓄電池通過(guò)控制器向LED 燈供電，如圖3-4 所示。

圖3 太陽(yáng)能路燈

圖4 太陽(yáng)能庭院照明

2.5 便攜式太陽(yáng)能戶(hù)外電源

便攜式太陽(yáng)能戶(hù)外電源系統(tǒng)包括太陽(yáng)能充電模塊、充電管理模塊、儲(chǔ)電池組、電池電量輸出保護(hù)模塊、聲光報(bào)警模塊、插座模塊、汽車(chē)啟動(dòng)線(xiàn)接線(xiàn)柱、逆變器、220 V 輸出接口、單片機(jī)、USB 接口組、電源指示燈、顯示模塊以及12 V 輸出接口，它可用于自駕游、野營(yíng)、爬山、探險(xiǎn)、無(wú)人機(jī)續(xù)航、戶(hù)外電腦辦公、智能手機(jī)、相機(jī)、電飯煲、電磁爐、照明，還可用于臨時(shí)施工用電，如小型水泵、小型電焊機(jī)、電鉆、角磨機(jī)等，非常適用于沒(méi)有電網(wǎng)供電的山區(qū)、草原，也可用于汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)，戶(hù)外團(tuán)體緊急集合以及個(gè)人聲光求救，如圖5 所示。

圖5 便攜式太陽(yáng)能戶(hù)外電源

2.6 太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)

太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)是在保持電動(dòng)車(chē)現(xiàn)有配置和車(chē)輛結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，加裝了2～4 m2的太陽(yáng)能光伏電池組件，白天，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能對(duì)車(chē)進(jìn)行供電，在晚間或陰雨天，可以利用家用交流電進(jìn)行充電，在很大程度上降低了電動(dòng)車(chē)的使用成本，可有效地補(bǔ)充電動(dòng)車(chē)行駛途中的電量，增強(qiáng)電動(dòng)車(chē)行駛、爬坡的動(dòng)力，增加續(xù)航里程達(dá)50%以上，太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)可以實(shí)現(xiàn)一邊行駛、一邊充電，使用壽命可達(dá)12 年左右，太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)最大優(yōu)勢(shì)是環(huán)保、節(jié)能、安全、經(jīng)濟(jì)，批量生產(chǎn)成本在人民幣5 000～6 000 元，如圖6 所示。

圖6 太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)

2.7 風(fēng)光互補(bǔ)無(wú)線(xiàn)智能監(jiān)控系統(tǒng)

風(fēng)光互補(bǔ)無(wú)線(xiàn)智能監(jiān)控（如圖7 所示），系統(tǒng)主要應(yīng)用于在山區(qū)，電網(wǎng)布置不便，取電困難的地方。風(fēng)光互補(bǔ)無(wú)線(xiàn)智能監(jiān)控系統(tǒng)具備4G 遠(yuǎn)程監(jiān)控、雙向語(yǔ)音、移動(dòng)追蹤、聲光警戒、錄像回放等功能，可實(shí)現(xiàn)在農(nóng)田、養(yǎng)殖、種植場(chǎng)所、主要道路、圍墻等地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)全天候視頻監(jiān)控，設(shè)備運(yùn)行自動(dòng)控制，具有移動(dòng)靈活、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可靠、安全等諸多優(yōu)點(diǎn)，單套系統(tǒng)的價(jià)格在200～2 000 元，可加強(qiáng)對(duì)田間的管控，人們可在有網(wǎng)絡(luò)的任何地方通過(guò)手機(jī)實(shí)時(shí)了解到地里的情況，處理突發(fā)事件，也可根據(jù)錄像回放進(jìn)行追蹤分析。

圖7 風(fēng)光互補(bǔ)無(wú)線(xiàn)智能監(jiān)控

風(fēng)光互補(bǔ)無(wú)線(xiàn)智能監(jiān)控系統(tǒng)主要由發(fā)電系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)視頻傳輸系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)組成。由太陽(yáng)能組件、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、蓄電池、智能充放電控制器、4G/5G 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、攝像機(jī)等組成。其工作原理是太陽(yáng)能電池組件將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)化為電能,風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行互補(bǔ)配合，白天,太陽(yáng)能光伏組件通過(guò)控制器給視頻監(jiān)控部件供電,同時(shí)將多余的能量?jī)?chǔ)存在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，當(dāng)?shù)揭归g、陰天等日照條件不好的情況下,轉(zhuǎn)由儲(chǔ)能系統(tǒng)給視頻監(jiān)控供電。