風(fēng)光互補(bǔ)供熱系統(tǒng)在煙葉烘干技術(shù)上的研究與應(yīng)用

　　摘　要：本文是利用風(fēng)力發(fā)電設(shè)備+ 太陽(yáng)光熱+ 空氣能熱泵能源互補(bǔ)為烤煙房提供熱源，實(shí)現(xiàn)烤煙低碳、無(wú)污染烘干。該系統(tǒng)通過(guò)智能自動(dòng)化控制功能，對(duì)烤煙房?jī)?nèi)溫度精確控制，明顯提高了烤煙質(zhì)量。同時(shí)對(duì)該供熱裝置進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行研究試驗(yàn)、測(cè)試和驗(yàn)證，并與傳統(tǒng)烤煙房的能耗、功能進(jìn)行比較，取得不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為中小型新能源設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展了推廣空間。

　　1. 我國(guó)烤房的現(xiàn)狀
　　烤房是烤煙生產(chǎn)必不可少的基本設(shè)備，烤房建設(shè)的基本要求是滿足煙葉烘烤工藝需要，最大限度地顯露和發(fā)揮煙葉在田間形成的質(zhì)量潛勢(shì)。同時(shí)，烤房設(shè)備也必然受制于烤煙生產(chǎn)的組織形式、自然經(jīng)濟(jì)狀況和科學(xué)技術(shù)水平。我國(guó)自有烤煙種植近一百年來(lái)，烤房設(shè)備由低級(jí)到高級(jí)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，但是所有烤房供熱系統(tǒng)都是采用燃煤、燃油、電力等，其缺點(diǎn)如下：
　　（1）由于烘烤過(guò)程中對(duì)溫濕度要求很高需要時(shí)刻關(guān)注其變化，就需要有人看守；
　　（2）煙葉外觀質(zhì)量參差不齊；烘烤出的煙葉中下等質(zhì)量煙葉居多；
　　（3）由于普通烤房保溫不好，烘烤每kg 干煙約需3329.4KJ ～ 69085.9kJ 熱量。
　　（4）煤作為燃料、利用率低。據(jù)測(cè)算烘烤每公斤干煙需要耗煤量平均1.7 千克，以近年來(lái)我國(guó)烤煙收購(gòu)3500 萬(wàn)擔(dān)測(cè)算，每年需要595 萬(wàn)噸煤，占到我國(guó)煤炭產(chǎn)量的1.23%。煤是不可再生能源，其用途廣泛，可轉(zhuǎn)化城煤氣、焦炭、煤焦油、化工產(chǎn)品和液體燃料。
　　（5）煤燃燒產(chǎn)生的物質(zhì)對(duì)生態(tài)環(huán)境形成破壞。煤碳在燃燒過(guò)程中排放了大量的污染環(huán)境的廢氣和廢物，如二氧化碳可導(dǎo)致溫室效應(yīng)，硫氧化物、氮氧化物會(huì)形成酸雨，灰渣和灰塵污染土壤和大氣。據(jù)估算，每燃燒100 萬(wàn)噸煤，平均要排放出2 萬(wàn)噸SO2 氣體，20 萬(wàn)噸灰渣和3 萬(wàn)噸煙塵。排出的SO和NO2 又二次生成硫酸鹽和硝酸鹽，形成酸雨，破壞生態(tài)，而且對(duì)遠(yuǎn)距離外的地區(qū)也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重污染。
　　（6）煤炭?jī)r(jià)格上漲導(dǎo)致煙葉烘烤成本增加。
自2004 年以來(lái)，全國(guó)煤炭?jī)r(jià)格持續(xù)上漲，導(dǎo)致煙葉烘烤成本增加，種煙效益下降，煙農(nóng)的種煙積極性受到影響。
　　2. 風(fēng)能、太陽(yáng)能、空氣能利用技術(shù)
　　2.1 風(fēng)能開(kāi)發(fā)利用技術(shù)分析
　　目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電能有很多種利用方式，通常的利用方式是將蓄電池把風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電能儲(chǔ)存起來(lái)，提供給負(fù)載使用, 對(duì)于負(fù)載為標(biāo)準(zhǔn)電器的還需要用逆變器把蓄電池的直流電轉(zhuǎn)換成交流電。還有一種方式就是將風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電能直接變?yōu)闊崮軆?chǔ)存在儲(chǔ)熱材料當(dāng)中，給需要加熱的負(fù)載放熱。利用中小型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備發(fā)電，作為互補(bǔ)的動(dòng)力源，用于煙草烘干，我們把上述兩種方式產(chǎn)生的電能的利效率做一比較。
　　2.1.1 風(fēng)能系統(tǒng)通過(guò)蓄電池和逆變器輸出的情況（忽略線損）
　　W=W1η1η2η3　（1）
　　式中W—負(fù)載得到的總電能
　　 W1—風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電能
　　η1—充電控制器的效率
　　η2—鉛酸免維護(hù)蓄電池的效率
　　η3—逆變器的效率