太陽(yáng)能供電在城市綠化養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用前景分析

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人民生活質(zhì)量不斷提高,綠化已成為生活中必不可少的條件之一。城市綠化在一定程度上影響著一個(gè)城市的形象和精神風(fēng)貌,已成為城市建設(shè)中的重要組成部分,其不僅具有良好的生態(tài)功能,可以?xún)艋諝?、減弱輻射,吸收二氧化碳,提高區(qū)域含氧量,調(diào)節(jié)區(qū)域溫濕度,還具有較好的景觀功能,可以陶冶情操、改善心情,滿足市民的審美需求,提升城市的精神風(fēng)貌。

隨著城市綠化覆蓋率越來(lái)越高,城市綠化的養(yǎng)護(hù)問(wèn)題也隨之而來(lái)。俗話說(shuō)"三分栽,七分養(yǎng)",綠化養(yǎng)護(hù)的好壞將直接影響耗費(fèi)高成本建設(shè)的城市綠化的保持程度。在現(xiàn)代化城市綠化的養(yǎng)護(hù)過(guò)程中,有很多環(huán)節(jié)如智能澆灌等均需要電能供應(yīng)。隨著資源、環(huán)境問(wèn)題的日益突出,"綠色""可持續(xù)"等關(guān)鍵詞已成為現(xiàn)代城市發(fā)展的重要方向。在對(duì)城市綠化進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中,也應(yīng)將節(jié)能環(huán)保充分融入其中,推動(dòng)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。太陽(yáng)能光伏發(fā)電是一種綠色環(huán)保的發(fā)電方式,其利用太陽(yáng)能進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換從而輸出電能。本文將基于綠化養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的能耗問(wèn)題,探討利用可再生能源太陽(yáng)能對(duì)綠化養(yǎng)護(hù)過(guò)程進(jìn)行供電的應(yīng)用前景,以期為未來(lái)城市綠化養(yǎng)護(hù)的發(fā)展提供參考。

1城市綠化養(yǎng)護(hù)過(guò)程的能耗現(xiàn)狀

在綠化養(yǎng)護(hù)過(guò)程中最突出的便是澆灌問(wèn)題,水資源是綠化養(yǎng)護(hù)過(guò)程中最大的消耗品。目前城市綠化節(jié)水管理力度較弱,尚未大規(guī)模應(yīng)用滴灌、微噴灌等節(jié)水灌溉技術(shù),多是以傳統(tǒng)的灑水車(chē)配以人工澆灌,需耗費(fèi)大量的人力、物力,成本較高,如草坪類(lèi)綠化,年平均養(yǎng)護(hù)費(fèi)用達(dá)3.4～6元/m2。并且傳統(tǒng)的澆灌方式主要依靠人的主觀經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷植物的長(zhǎng)勢(shì)好壞,缺乏科學(xué)性,因而水利用率不高。隨著現(xiàn)代化綠化養(yǎng)護(hù)的發(fā)展,養(yǎng)護(hù)過(guò)程已逐步從人工過(guò)渡到半自動(dòng),再向現(xiàn)代化全自動(dòng)過(guò)程推進(jìn)。而采用精密的檢測(cè)系統(tǒng)(如檢測(cè)土壤濕度、光照強(qiáng)度、雨量/水量等）、科學(xué)的控制系統(tǒng)以及先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行智能化、精細(xì)化養(yǎng)護(hù),均需要一定的電能供應(yīng)。

太陽(yáng)能是一種清潔環(huán)保的可再生能源,且不受地域限制。目前,太陽(yáng)能在城市綠化建設(shè)中已有一些應(yīng)用。如呂中中進(jìn)行了針對(duì)高架橋底綠化的太陽(yáng)能壓力罐雨水收集灌溉系統(tǒng)研究,通過(guò)對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)后節(jié)省的人、材、機(jī)等成本進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析,發(fā)現(xiàn)每年平均收益可達(dá)6356元。廣州大學(xué)生物園在約6666.7m2(10畝）的綠地上運(yùn)用了太陽(yáng)能自動(dòng)噴灌,不僅具有較好的社會(huì)效益,還取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益:相較于人工澆灌,太陽(yáng)能自動(dòng)節(jié)水每年可節(jié)約費(fèi)用20661.6元。王恒璽針對(duì)北方城市屋頂綠化進(jìn)行了利用太陽(yáng)能供電的節(jié)水自動(dòng)灌溉技術(shù)應(yīng)用研究,效果較好。此外,還有將太陽(yáng)能運(yùn)用于溫室大棚的研究,陳一鵬等進(jìn)行了利用太陽(yáng)能供電的溫室大棚智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì),解決了戶(hù)外溫室大棚供電難的問(wèn)題。

2利用太陽(yáng)能供電的優(yōu)勢(shì)及前景

利用太陽(yáng)能發(fā)電具有安全、無(wú)污染,發(fā)電過(guò)程無(wú)廢氣廢渣及廢水產(chǎn)生,不受地域限制,維護(hù)方便,便于與各種應(yīng)用場(chǎng)景結(jié)合等優(yōu)勢(shì),具有良好的發(fā)展前景。2017年,我國(guó)分布式光伏發(fā)電新增1944萬(wàn)kw,累計(jì)達(dá)2966萬(wàn)kw,同比增長(zhǎng)了3.7倍:據(jù)國(guó)際能源署預(yù)計(jì),到2050年,太陽(yáng)能供電將達(dá)到全球電力供應(yīng)的27%,具有較好的開(kāi)發(fā)應(yīng)用基礎(chǔ),同時(shí)還具備大力的政策支持。

我國(guó)對(duì)太陽(yáng)能光伏的利用目前主要有集中式及分布式兩種。分布式光伏發(fā)電在電力負(fù)荷附近建設(shè),減少了電能在輸送過(guò)程中的損耗,自發(fā)自用,多余電量上網(wǎng),分散布局,相比于集中式更適用于城市區(qū)域。本文所提在城市綠化養(yǎng)護(hù)中運(yùn)用的太陽(yáng)能供電系統(tǒng)均為分布式光伏發(fā)電。

2.1節(jié)約資源

工業(yè)化發(fā)展對(duì)資源大規(guī)模的開(kāi)發(fā)利用加速了傳統(tǒng)能源的枯竭,也造成了一定程度的環(huán)境污染。為了應(yīng)對(duì)能源及環(huán)境生態(tài)危機(jī),從不可再生的傳統(tǒng)能源轉(zhuǎn)向開(kāi)發(fā)應(yīng)用安全清潔的太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源勢(shì)在必行。傳統(tǒng)化石能源煤、石油、天然氣等在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢渣廢氣,對(duì)環(huán)境造成了污染:而太陽(yáng)能發(fā)電過(guò)程安全清潔、無(wú)污染。運(yùn)用太陽(yáng)能供電在減輕環(huán)境壓力的同時(shí),可以改變能源結(jié)構(gòu),緩解對(duì)不可再生能源的依賴(lài),減少對(duì)傳統(tǒng)化石能源的消耗。

在城市中運(yùn)用太陽(yáng)能發(fā)電,與用電負(fù)荷距離近,可以減少電能在傳輸過(guò)程中的損耗。并且綠植養(yǎng)護(hù)過(guò)程受氣候、土質(zhì)特點(diǎn)以及人為活動(dòng)等因素影響,會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的耗能具有多變性。當(dāng)太陽(yáng)能供電在城市綠化養(yǎng)護(hù)過(guò)程中得到大范圍推廣應(yīng)用、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電能自給自足后,可減少電力系統(tǒng)供電負(fù)荷,增強(qiáng)電力系統(tǒng)可靠性。

2.2減少二氧化碳排放

利用化石燃料煤、石油、天然氣發(fā)電會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳,大量二氧化碳排入空氣會(huì)造成溫室效應(yīng),使得全球變暖,對(duì)環(huán)境和生態(tài)造成巨大影響。目前我國(guó)電力供應(yīng)主要還是依靠煤電,采用太陽(yáng)能發(fā)電則可以改變電力結(jié)構(gòu),降低煤電比例,從而減少碳排放量。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)太陽(yáng)能年輻射總量達(dá)3340～8400MJ/m2,理論上可以等同于1700Gt的標(biāo)準(zhǔn)煤,并且2/3的國(guó)土面積上年日照時(shí)數(shù)達(dá)2200h以上,太陽(yáng)能資源豐富。此外,綠化本身具有固碳性能,可以吸收二氧化碳、釋放氧氣,更好地養(yǎng)護(hù)綠化更有助于生物固碳,具有很好的生態(tài)效益。

2.3有利于可持續(xù)發(fā)展

1987年,在世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)發(fā)布的一份關(guān)于人類(lèi)未來(lái)的著名報(bào)告《我們共同的未來(lái)》中便提到,可持續(xù)發(fā)展即在滿足現(xiàn)代人的發(fā)展需要的同時(shí),保障未來(lái)人類(lèi)生活的基本需求?？沙掷m(xù)發(fā)展以長(zhǎng)期發(fā)展為目標(biāo),而太陽(yáng)能屬于可再生能源,無(wú)地域限制且蘊(yùn)量巨大,每年到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射相當(dāng)于約230萬(wàn)億t煤,是目前可開(kāi)發(fā)的最大能源,取之不盡,用之不竭。太陽(yáng)能是安全清潔的綠色能源,發(fā)電過(guò)程對(duì)環(huán)境幾乎無(wú)污染,對(duì)太陽(yáng)能的利用完全符合可持續(xù)發(fā)展觀的內(nèi)涵,能夠助力人類(lèi)活動(dòng)與自然生態(tài)的和諧統(tǒng)一,走綠色發(fā)展道路。

3未來(lái)發(fā)展建議

(1）合理規(guī)劃、合理布局,降低水耗和能耗。在綠化建設(shè)時(shí),考慮綠植本身特性、朝向等因素,將植物本身所需的光照與養(yǎng)護(hù)過(guò)程中需消耗的太陽(yáng)能需求量結(jié)合考慮,在保證綠化效果的同時(shí)實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化。如喜陰綠植種植在靠近建筑避風(fēng)陰暗的位置,在花卉區(qū)風(fēng)向位置設(shè)置綠化防風(fēng)帶等:減緩因溫度、風(fēng)速等自然因素導(dǎo)致的水蒸發(fā)過(guò)快,從而降低水耗。在綠化養(yǎng)護(hù)過(guò)程中,將能源、水資源等因素有機(jī)結(jié)合,打造舒適、宜人、可持續(xù)發(fā)展的城市綠化空間。

(2）因地制宜。在能源利用方面,規(guī)劃時(shí)參考當(dāng)?shù)靥?yáng)輻射、高度角等進(jìn)行設(shè)計(jì),以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能獲取、存儲(chǔ)以及轉(zhuǎn)化利用效率的最大化。結(jié)合城市能源利用現(xiàn)狀進(jìn)行合理規(guī)劃,促進(jìn)城市發(fā)展與資源的合理利用。在綠化建設(shè)方面,結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件,選擇合適的綠植以降低養(yǎng)護(hù)能耗,如干旱地區(qū)選擇耐旱植物,多雨地區(qū)則選擇喜陰植物。

（3）太陽(yáng)能供電系統(tǒng)聯(lián)用,各新能源聯(lián)用。通過(guò)高效管理統(tǒng)籌,讓太陽(yáng)能供電系統(tǒng)在服務(wù)城市綠化養(yǎng)護(hù)過(guò)程的同時(shí),還可以拓展運(yùn)用于城市照明、綠化景觀如噴泉等的電能供應(yīng)。同時(shí)可結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,將太陽(yáng)能和風(fēng)能、生物質(zhì)能等新能源聯(lián)合運(yùn)用建設(shè)電力供應(yīng)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)能源利用的多元化,如將風(fēng)車(chē)、園林垃圾沼氣池等與太陽(yáng)能板聯(lián)合建設(shè)成一個(gè)小型電力供應(yīng)系統(tǒng)。

4結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)今的城市化建設(shè)進(jìn)程中,城市綠化是其重要組成部分。隨著城市綠化覆蓋率越來(lái)越高,綠化養(yǎng)護(hù)的能耗問(wèn)題隨之而來(lái)。當(dāng)前,綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展等觀念已深入人心,采用太陽(yáng)能供電技術(shù)為城市綠化養(yǎng)護(hù)過(guò)程供能順應(yīng)了當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的潮流。太陽(yáng)能是一種清潔無(wú)污染的可再生能源,以太陽(yáng)能為動(dòng)力,通過(guò)傳感器技術(shù)采集有關(guān)信息,融合計(jì)算機(jī)控制技術(shù)相關(guān)算法進(jìn)行自動(dòng)化控制,實(shí)現(xiàn)智能化、精細(xì)化養(yǎng)護(hù)將是當(dāng)今城市綠化節(jié)水節(jié)能養(yǎng)護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)。利用太陽(yáng)能供電可以減少傳統(tǒng)化石能源的消耗,節(jié)約資源,降低二氧化碳的排放量,減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,因而具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及生態(tài)效益。