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温室知识

温室供暖-温室可再生能源

  鉴于化石燃料有限供应的价格和全球需求呈上升趋势,再加上对全球气候变化的担忧,许多温室农民正在转向可再生能源。可再生能源是与当前流行的形式、来源或技术不同的任何非传统能源形式、来源或技术的术语。使用可再生能源代替化石燃料具有许多环境、社会和经济利益,并能减轻温室效应。温室需要热量和电力来生产各种作物。所需的电力和热量取决于当地气候、温室建设和种植作物。一般来说,可以说大部分能源消耗用于加热。在可再生能源中,太阳能、生物质能、地热能和风能已被用于满足温室的供暖需求。根据特定区域,上述可再生能源的当地可用性是它们在温室中使用的重要因素。然而,温室除供暖外还需要电力来照明、冷却和操作各种电气设备(例如,电机、阀门、泵、风扇等)。

  温室太阳能

  早在科学家开始寻找储存和使用太阳能的有效方法之前,温室就被用作太阳能收集器。作为太阳能收集器,温室捕捉并储存太阳能。不幸的是,温室中保留的热量不足以在漫长的冬季夜晚保持所需的温度。但是,将白天收集的太阳能储存起来,满足夜间的部分热量需求是非常有可能的。用于存储太阳能的太阳能技术根据它们捕获、转换和分配太阳能的方式分为主动式太阳能或被动式太阳能。

  主动太阳能技术

  主动式太阳能加热系统使用太阳能加热流体(液体或空气),然后将太阳能热量直接传递到内部空间或存储系统以备后用。基于空气的系统使用风扇来分配收集的热量,基于液体的系统使用泵。主动系统还具有一个能量存储系统,用于在太阳不出来时提供热量。

  被动太阳能技术

  被动太阳能加热是为温室供热的最经济、最有效的方式。通常,落在温室屋顶上的太阳能量大于温室内消耗的总能量。被动式太阳能应用,当包括在初始建筑设计中时,对建筑成本的增加很少或根本没有,但具有降低运营成本和减少设备需求的效果。它可靠、机械简单,是温室的可行资产。

  太阳方向。太阳能玻璃的理想方向是正南的5度以内。这种方向将提供最大的性能。与正南成15度以内的玻璃窗的性能几乎一样。和方向高达30度的偏离——尽管效率较低——仍将提供大量的太阳能贡献。当玻璃的朝向与正南相差15度以上时,不仅冬季太阳能性能降低,而且夏季空调负荷也显着增加,尤其是当朝向西时。

  上釉。近几十年来,出现了许多新的温室玻璃材料。塑料现在是温室中使用的主要玻璃窗类型,这些材料的耐候性通过紫外线辐射降解抑制剂、红外线辐射(IR)吸收性、防冷凝滴水表面和独特的辐射传输特性得到增强。
 

  太阳能蓄热。为了让日光温室在凉爽的夜晚或阴天保持温暖,在晴天进入的太阳能热量必须储存在温室内以备后用。储存太阳能的最常见方法是将岩石、混凝土或水与阳光直接放在一起以吸收其热量。温室背面(北侧)的砖墙或混凝土填充的煤渣砌块墙也可以提供热量储存。然而,只有外部四英寸厚的这种存储材料才能有效地吸收热量。

  温室生物质能

  生物质是由有机材料开发的燃料,是一种可再生和可持续的能源,用于发电或其他形式的能源。生物能源是由可再生有机废物产生的碳中性电力,否则这些废物将被倾倒在垃圾填埋场、露天焚烧或作为森林火灾的饲料。生物质可以由农业和林业残留物以及一些仅用于能源目的而种植的工业废物和农作物制成。

  生物质锅炉和熔炉

  生物质锅炉和熔炉可分为两大类:需要手动加料或装载的,以及自动加料的。手动加火锅炉和火炉一般以木料或废木为燃料,而自动加火锅炉和火炉可以处理多种生物质,包括木屑、木屑颗粒、生物质颗粒(草、玉米饲料等)、纸颗粒和谷物(玉米、黑麦和其他小谷物)

  生物质系统设计

  生物质系统根据种植者的需求和条件进行定制,以充分利用生物质概念的优势:螺旋钻大小、使用的筛选类型、燃烧能力以及最重要的锅炉尺寸。生物质锅炉系统制造商通常将设备的大小调整为加热相关温室所需的总容量的60%。

  生物质系统的组成部分

  无论服务于哪个最终用户,大规模生物质系统通常都需要类似的组件集成网络,其复杂性将根据热量输出和燃料类型而有所不同。以下是对这些组件的简要说明。储物箱需要调整大小,以确保在高峰需求期间有足够的燃料供应,并设计为与运输车辆同步运行。

  温室地热能

  地热能是来自地球的热量。它干净且可持续。地热能资源范围从浅层到地表以下几英里处的热水和热岩,再到更深的熔岩称为岩浆的极高温度。几乎在任何地方,浅层或地球表面上层10英尺的温度几乎都保持在50到60华氏度(10到16摄氏度)之间。地热热泵可以利用这种资源来加热和冷却温室。

  温室风能

  用于利用风发电的风力涡轮机有可能满足温室平均电力需求的很大一部分,但必须位于大风中。沿海和山区以及中原地区的平均风速通常较高,因此作为发电地点更具吸引力。已经为美国所有地区编制了风图,这些地图对于给定平均风速的初步近似很有用。然而,局部拓扑、植被和建筑结构显着影响平均风速。在可能的情况下,使用当地风速测量来确定一个地点是否适合风力发电。

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