分布式太阳能综合绿洲站系统

摘要：中国虽然地大物博，但耕地面积却占比不大，反而是沙漠、戈壁面积却不少。一直以来防沙治沙都备受关注。目前我国的治沙事业虽然取得了不小的成就，但也是建立在耗费不菲的人力物力基础上。随着太阳能发电技术的成熟，在沙漠地区使用太阳能建立分布式太阳能综合绿洲站，将是推进和巩固沙漠绿化工程的有力措施。本文中介绍的分布式太阳能综合绿洲站系统，能利用太阳能，综合涵盖绿化、蓄水、通讯、补给等功能，逐步将绿洲向沙漠地区推进，最终达到绿化沙漠，改善生态的目的。

关键词：太阳能;分布式;绿洲站;绿化;沙漠

1.设置太阳能综合绿洲站的原因

随着科技的发展，太阳能光伏发电技术已经非常成熟，发电后直接使用相当便利，但电能的质量却不够稳定，它给太阳能发电并网带来了不少问题。而沙漠边缘的绿化经过多年实践，虽然还无法解决降水不足的问题，但采用草方格固土的技术已日趋成熟。本文中的太阳能综合绿洲站，便是整合了成熟的光伏发电和草方格固土技术，并在这两者基础上，构想出了利用太阳能发电技术和现有治沙技术相结合的节能生态技术。稳定推进治沙固沙的同时，又不会消化石燃料，不额外增加炭排放量，最后还能实现一定的经济价值，从而实现真正的节能环保的绿色治沙。

2.太阳能综合绿洲站

太阳能综合绿洲站，是以太阳能光伏发电板供能，并就地利用这些能源，进行沙漠绿化作业的小型工作站点。每个太阳能综合绿洲站由通用设施、基本模块和拓展模块三部分组成。其中通用设施是每个太阳能综合绿洲站的核心基础设施，必不可少;基本模块包含绿洲站基本运行常用的辅助设施与设备;拓展模块则是包含一些太阳能综合绿洲站的进阶功能。

2.1通用设施

太阳能综合绿洲站的主要通用设施如下图所示：

其中太阳能光伏发电板是分布式太阳能综合绿洲站的动力来源。光伏发电板产生的直流电通过逆变器转化成交流后，成为了站内设备提供可以日常使用的电能，多余的电能不经过逆变器转换，直接以直流电接通蓄电池，储存在蓄电池内，以供夜间或阴雨天能源的供给。

光伏发电板为架空布置，大范围的光伏发电板架架空布置后，下方会形成一定范围的阴凉区域。在其正下方设置小型混凝土蓄水池蓄水，有利于减少水分蒸发。同时为了减少蒸发和渗透，应做好相应的防蒸发和渗透措施。

池边设置引水泵，由太阳能光伏发电板供电，将远方水源点的水，通过输水管道引水至蓄水池，保持绿洲站的蓄水。虽然蓄水池的水会经常用于灌溉或转运到其他缺水的太阳能综合绿洲站，但由于太阳能光伏发电板源源不断产生电能，带动引水泵不停向蓄水池注水，使太阳能综合绿洲站的蓄水池能长时间保持足够水位，保证周围绿植的灌溉和应对其他需要用水的情况。

2.2基本模块

基本模块包含绿洲站周围草方格、灌溉设备、通信基站、夜间照明光源等日常功能模块。

太阳能综合绿洲站设立的目的是绿化沙漠，所以抗沙的草立方必不可少。合理布置的草立方有有效减少风沙侵袭。

而依靠绿洲站的太阳能驱动的智能灌溉系统，可以从蓄水池中源源不断得到水源的滴灌，确保绿化稳步推进。也因为不同于其他治沙手段，太阳能综合绿洲站有水源灌溉，所以在草立方的基础上，太阳能综合绿洲站甚至可以在周边适当地种植生长较快的树木，在充足水源灌溉下，快速形成小型绿洲，具备抗风沙能力。

通常綠洲站不需要人员常驻，但需要设立通信基站，使沙漠中的绿洲站也能有手机移动通信信号，保证通信畅通以及网络资源的随时调用。

而夜间照明光源主要是利用蓄电池的储电，夜间对周围植物进行照明，这有利于通过夜间的光和作用促进植物生长，更快起到治沙防护效果。

2.3拓展模块

拓展模块用于那些有时需要人员驻留、发展的绿洲站。

主要包含人员的休息间及必要生活设备，还有电动越野车、电动农用车辆的车库及其充电设备。另外还包含工具间、物资补给仓库、食品储藏室等拓展房间或设备。拓展模块的设立可以让绿洲站功能多元化，并能保证少部人人员一段时间的生产生活物资充足。随着绿化的逐渐实现，让经过拓展的绿洲站成为附近绿洲站的维护中心，并逐渐成为附近的人员补给集散地，并逐渐影响周边的绿洲站，让这里慢慢变得适合人类生产生活。

3.分布式太阳能综合绿洲站系统

单个太阳能综合绿洲站其实意义并不大，因为其取水点不可能太远，所以难以快速向沙漠腹地推进进行绿化。

但多个太阳能综合绿洲站分布式展开，相隔一定距离组成分布式系统，则可解决这个问题。

如下图所示：

相邻的太阳能综合绿洲站之间间隔5～10公里，他们之间采用供水管道相互连接，让小型蓄水池连接成网，可互为备用水源。数十上百个太阳能综合绿洲站连绵布置数十公里，便可以从水源地深入到沙漠腹地。

多层次的绿洲站不但在面对风沙时有了足够的缓冲带，又能保证最前沿的绿洲站有足够水源应对灌溉等问题。

同时每个绿洲站配置的通信基站也基本能覆盖周围区域，实现水电通信三通，将不适合人类居住的沙漠地区转化为适合人类生活的区域。

通过水路联网，太阳能综合绿洲站不但可以通过利用太阳能，逐级将水送到几十上百公里外的远处，还能通过基本模块中的通讯基站，将通讯信号覆盖过去。使沙漠腹地也能正常使用通讯信号，有利于实施绿化时人员的沟通顺畅，也能提高沙漠作业时人员的安全性。

并且，随着太阳能综合绿洲站植被的逐渐成长，绿洲会推进到沙漠更深处。随着各绿洲植被的发展，各个绿洲有了一定防沙能力之后，沿着供水管路再修建公路，联通各个太阳能综合绿洲站，并逐渐扩展每个绿洲站对附近的灌溉范围。如此往复，将能在较短时间将原本的沙漠，变成沙漠和绿洲混杂最终试用原本分布式布置的各个绿洲站练成一片绿洲，最终实现沙漠边缘的大范围防沙治沙。

4.结语

分布式太阳能综合绿洲站负荷如今绿色环保，节能减排的时代潮流。如果能够得到推广，将大幅度推进我国的治沙工作。而且，这种形式稍加改进，就能移植到对戈壁、荒漠、沼泽、冰原等地形的治理和改良上。将那些以往的不毛之地，变成适合人类生存的绿地、森林。

参考文献：

[1]张延斌，张飞.分布式能源发电技术及其应用.内燃机与配件，2016，（10）

[2]钱红.沙漠边缘绿化工程技术的研究.建筑工程技术与设计，2017年3月上

[3]黄学峰.光伏电站系统设计在分布式太阳能的应用.山东工业技术.2016，（19）

作者简介：张建飞，1985年3月出生，男，汉族，籍贯省份，重庆大足，当前职称，中级，研究方向：强化换热，节能技术。