光伏技术应用于现代养猪生产的讨论

张 毅 张全生

（重庆市种畜场，重庆 400020）

光伏技术应用于现代养猪生产的讨论

张 毅 张全生

（重庆市种畜场，重庆 400020）

能源是养猪场生产活动要素的重要部分，如仔猪的保温需要热源，饲料加工设备需要能源，猪只对光照也有一定的需求等。为了生猪产业可持续发展和提高效益，应因地制宜地考虑新能源的开发利用。光伏养猪是将现代清洁能源工程与传统养殖业相结合，在养猪场屋顶建设光伏电站，用以改造和提升传统养猪业并提供绿色能源的一种新型养猪方式。

光伏技术；养猪生产；应用

现代养猪生产是一门多学科交叉集成的边缘科学，只有集合各类新科技才能生产安全优质的猪肉产品并获得最佳效益。首先在场址选择时就涉及面积、地势、水源、防疫、交通、能源、排污与环保等诸多方面，其他还有种、舍、管、料、病等，其中能源是养猪场生产活动要素的重要部分，当前考虑的能源主要是电源，部分猪场在设计时也考虑到沼气的利用，满足猪场的照明、取暖、减少恶臭、替代液化气等。在我国部分电源短缺而其他养猪条件较好的边远山区，仍然很少考虑到太阳能的利用。在有限的能源渐进减少和资源枯竭的今天，节约资源、开发能源成为人类社会面临的重大问题，也是全世界各行各业必须共同关注的内容。

光伏养猪是将现代清洁能源工程与传统养殖业相结合，在养猪场屋顶建设光伏电站（图1、图2），用以改造和提升传统养猪业并提供绿色能源的一种全新尝试，美、日、欧和发展中国家都在广泛开展这类技术研究开发，并制定出庞大的光伏技术发展计划，不断提高光伏材料的转换效率和稳定性，降低成本，扩大产业，形成商业化，使之成为21世纪的新能源。光伏技术是利用太阳能将光子转化为电子的一个纯物理过程，转化过程不排放任何有害物质，是以低能耗、低污染、低排放为基础的一种新的前沿科学技术，它是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步，这种新的低碳经济模式，是人类发展的第三个新阶段，低碳的实质和内涵是通过低碳经济和低碳生活生产方式，实现可持续发展。因此利用光伏技术养猪是一种回归自然的新型生态养猪模式，也是低碳经济发展模式的新探索，这是人类生存发展观念的一次根本性转变。

1 养猪生产与能源的需要

1.1 仔猪的保温需要热源

仔猪调节体温的机能不健全，对寒冷的应激能力差。初生仔猪处于13～24℃的环境中，生活1小时体温下降1.7℃以上。仔猪被毛稀疏，皮下脂肪很少，抗寒能力低，为此，冬季必须做好仔猪保温工作。目前，给仔猪保温的措施有：加厚垫料，这种方法经济易行，保温防潮，但往往温度难控，达不到仔猪所需温度；火源加热，有烟道和炭炉，烟道有地上烟道和地下烟道，用煤炭等作燃料，但易发生火灾、气体中毒等事故；红外线保温灯，目前红外线保温灯应用较广泛。具体是将红外线灯泡吊挂在仔猪躺卧的护仔架上面或保温间内给仔猪保温取暖，并可根据仔猪所需的温度随时调整红外线保温灯的吊挂高度，保温效果好；仔猪保温板，电热恒温保暖板板面温度26～32℃，调温灵活，恒温准确；还有远红外加热仔猪保温箱等。不管使用以上什么方式对仔猪保温，原理都是供给热能，都需要能源，后三种方式都取能于电源。

1.2 饲料加工设备需要能源

在养猪生产中，饲料的加工配制是很重要的环节，在饲料加工过程中各类机械如颗粒机、搅拌机、粉碎机、烘干机、提升机等都需要多少不同的能源。

1.3 猪只对光照的需求

尽管猪只对光照的要求不高，特别是育肥猪对光照要求并不强烈，但光照也是养猪生产中不可忽视的部分，光照时间、光照强度、光照制度等光环境参数是影响生猪生产的重要环境因素之一，直接或间接地影响猪的生产性能。如对公猪延长光照时间可提高公猪的性欲，增加光照强度可提高公猪的精液品质，公猪射精量、精子浓度都显著增加；光照强度为45～60勒克斯的情况下，后备母猪性成熟可提早30～45天；有利于配种及妊娠母猪受胎和胚胎发育，可提高受胎率，减少妊娠期胚胎死亡，增加产仔数。哺乳母猪增加光照能刺激催乳素的分泌，泌乳量显著增加，哺乳频率提高，从而提高仔猪的断奶体重。断奶仔猪需要光照才能正常进食，否则影响生长发育。由于在建设猪舍时考虑到保温的要求，或者因环境的限制达不到采光需要，就必须在猪舍内人工补充光照。

1.4 其他设备设施的能源需要

其他设备设施如消毒设备，办公设施，监测监控等都需要能源，总之在养猪生产中，各环节都需要能源保障，过去我们主要是依靠供电、煤炭，沼气等有限能源。为了生猪产业可持续发展和提高效益，应因地制宜地考虑新能源的开发利用。

2 光伏技术应用养猪生产的探索

图1大型猪场利用太阳能

图2小型猪场利用太阳能

光伏技术用于养猪生产是一个正在探索应用的新科技（图1，图2），据报道：河北定州国香养殖有限公司，投资兴建了44栋光伏猪舍，屋顶采用人字架结构覆盖了光伏电池板，宽敞明亮，可养一万多头猪，除了夏季，猪场的11栋产房、保育室均需要用电暖器加温，耗电量较大，而这种屋顶不但能发电，还能达到冬暖夏凉的效果。同时在办公区屋顶、饲料厂屋顶上安装发电组件，每年发电量可达到1300余万度，可以节约标准煤10万吨、减排二氧化碳26万吨。该养殖公司的生产生活用电完全实现了自给自足。不烧一块煤，不冒一缕烟，猪舍暖洋洋，用电靠太阳。房顶发电、房内养猪，不仅节能而且减排，由于不愁用电，这里的猪过上了“幸福生活”。不仅环境静悄悄，无粉尘，无异味，而且猪舍采用先进的地暖供热及降温、除湿、通风设施，舍内温度、湿度恒定有保证，为猪只创建了一个有利于生长的良好环境，大大提高了仔猪的成活率和健康水平。与燃煤发电方式相比，太阳能光伏发电设备显示了新能源环保又节能的巨大威力，一次性投资，长久受益。

云南大理光伏养殖基地是国家金太阳工程，由100个光伏农业温室组成，薄膜光伏组件应用于农业温室，在不额外占用土地的前提下，既可以利用太阳光发电，还能满足农业养殖的环境需求，夜晚可利用白天所发电量提供光照，根据实际养殖需求，适当延长光照时间，在一定程度上可以提高农业养殖的产量。与此同时，发电监控系统可以监测温室内的温度、湿度，室外环境温度、辐照度、发电功率、发电量等，有效掌控光伏系统的运行状况。

为了探索新能源在养殖生产中的应用，我们配合国家扶贫项目在贵州省平塘县部分高原山区将光伏技术用于养殖产业，特别在养羊生产中取得较好实效，为此，我们进一步探索讨论将这一技术应用于养猪业。

3 讨论

3.1 光伏技术的主要特点

太阳能是可再生能源，它资源丰富，是唯一能够保证人类未来需求的能量来源，无需运输，对环境无任何污染，为人类创造了一种新的生活和生产方式，目前在农业产业中也在广泛探索研发。其优点一是安全性，运行可靠、使用安全。二是广泛性，我国太阳能随处可取，可再生和环保，生产资料丰富（硅元素多）、建设地域广（荒漠、建筑物等）、规模大小皆宜。三是免维护，太阳能发电没有运动部件，不易损坏，维护简单，使用寿命长（20～50年、工作25年效率下降20%），不必长距离输送，免维护、无人值守。四是清洁性，太阳能发电不会产生任何废弃物，没有污染、噪声等公害，对环境无不良影响，是理想的清洁能源；无燃料消耗、零排放、无噪声、无污染。

3.2 关键技术

在设计过程中，需要涉足光伏发电、电气设计、工程施工、养猪科学等一系列学科和专业知识，关键是把太阳能有效地转化为养猪生产中各环节所需的热能、光能、电能等，以确保猪群的生长繁殖。但应注意考虑以下几个技术要点。一是项目地理位置选择。要选择地势高燥，海拔较高，阳光充足的地方。二是猪舍设计应通风向阳，猪舍整体南北走向，双坡屋架，两面东西向采光。三是防雷抗震。由于选择地势较高，一定要安装好完整的防雷系统，避免雷击，同时注意建设中防震抗震。四是光伏发电可以与当地电力并网使用。若是猪场建在偏远地区、牧区、海岛、高原、荒漠和一些特殊处所，电网未覆盖到位，可采取独立离网技术。五是要配备储能装置。太阳能发电受气候条件限制，存在间歇性，能量密度低，必须进行能源储备；同时要充分利用猪场屋顶面积，这样才能大面积有效采储太阳能 （图 3）。

在养猪规模上，采用“适度规模、多点分散、远离人居密集地方”的养猪模式，这往往是电源稀缺的山区，有利于走健康养猪、疾病防控，生态养殖的道路，充分利用太阳能，采用节能设计。

图3光伏技术用于养猪的结构示意图

目前，我国太阳能的利用还不是很普及，中国在光伏技术研究和应用还是处于世界的下游水平，特别是多晶硅提纯技术还很落后，利用太阳能还存在成本高、转换效率低、相对投资大的问题，但我国太阳能资源十分丰富，适宜太阳能发电的国土面积和建筑物受光面积也很大，其中，青藏高原、黄土高原、冀北高原、内蒙古高原等太阳能资源丰富地区占到陆地国土面积的三分之二，具有大规模开发利用太阳能的资源潜力。

中央要求经济平稳较快发展、经济结构要战略性调整、转变经济发展方式、生产要向“资源节约型和环境友好型”发展。这些战略性调整都与发展低碳经济的要求完全一致，开发光伏技术充分利用太阳能源于生产，是各行业共同的使命。中国人多地少，资源贫乏，猪肉又是人类动物食品的主要来源之一，养猪业又是既消耗资源又污染环境的行业，为了满足人类肉类食品需要，当前养猪业不得不向规模化的方向转化，但在规模化同时应向资源节约型和环境友好型发展，因地制宜地考虑光伏技术的应用。

S818.9

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1673-4645（2013）09-0062-03

2013-08-03