农业问题.ppt

1、 国家统计局发布公告，根据全国31个省区市抽样调查和全面统计，2010年全国粮食总产量为54641万吨(10928亿斤)，比上年增加1559万吨(312亿斤)，增产2.9%。这是我国粮食连续第七年增产。据国家统计局公布，2009年中国粮食总产量达到53082万吨，比上年增长0.4%。一、人口增长数和粮食增产要求：每年新增11001100万人，需要增加粮食产量500500万吨粮食供应。二、粮食产量的要求：2030年1616亿人大概要增加6.46.4亿吨粮食。三、随着人们生活水平的提高人得消费结构可能的变化：人们的消费结构将由低蛋白质的谷物、蔬菜为主抓为营养更为丰富的畜类、蛋类、鱼类、奶类产品，而

2、这些高营养的食物需要更多的初级粮食转化，这样，随着中国人均收入的提高，人均粮食的消耗量会增加，这也增加了对粮食的总需要量。上世纪后期以来，政府、业务部门和经济学界对全国未来人均粮食消费需求数量，进行过各种预测，得出不同的结果。大体上分成两种，一种认为未来几十年人均粮食消费将超过400公斤，有人估计，2030年将达450公斤以上，有人则估计会达到470公斤；另一种认为2030年人均400公斤或略低于它，便可满足需要。据梅方权对日本1990年食物消费量的计算，包括水产品在内，折成粮食消费，人均为440-450公斤。综上所述，我认为，在未来的一段时间内至少需要为老百姓提供430公斤左右的粮食。假如每

3、年生产两季粮食，亩产900公斤，那么20000平米的产量就是53973公斤；若每人每年食物消费量折合成粮食430公斤，则20000平米能养活的人有125人北京的气候为典型的暖温带半湿润大陆性季风气候，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，春、秋短促。2007年为例，全年平均气温14.0（北京市气象局）。1月-7至-4，7月25至26。极端最低-27.4，极端最高42以上。全年无霜期180至200天，西部山区较短。2007年平均降雨量483.9毫米，为华北地区降雨最多的地区之一。降水季节分配很不均匀，全年降水的80%集中在夏季6、7、8三个月，7、8月有大雨。温带季风气候位于最大的大陆亚洲大陆与最大的大洋

4、太平洋之间，海陆热力性质差异显著。夏季亚欧大陆低压连成一片，海洋上副热带高压西伸北进，从北太副高散发出来的东南季风带来丰沛的降水；冬季强大的蒙古高压散发出来的西北季风影响本地。因风向切变符合季风要求，故为季风气候。小麦、甜菜、花生、棉花秋冬季：寒潮（沙尘暴、霜冻、白害）春季：沙尘暴、扬沙、浮尘 夏季：强对流天气（雷暴、大风、冰雹、龙卷风等）据研究，无土栽培能够充分利用空间和太阳能，提高土地利用率3-5倍，提高单位面积产量2-3倍。1.1.太阳能发电基本知识：太阳能发电基本知识：1.11.1太阳能发电分类：太阳能发电分类：光伏发电和光热发电，其中光伏发电发展校好。通常发间所谓太阳能发电即指光伏发

5、电。1.1.11.1.1光伏发电：光伏发电：（一）组成：组成：太阳电池板（光伏组件）、控制器和逆变器三大部分。（1 1）太阳能电池板：）太阳能电池板：由一个或多个太阳电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。其中太阳电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。a.a.电池板原料：电池板原料：玻璃，EVA，太阳电池片、铝合金壳、包锡铜片、不锈钢支架、蓄电池等。b.太阳能电池板分类比较种类种类单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池非晶硅太阳能电池非晶硅太阳能电池光电转换效率（入射到光电组件表面的能量与其输出能量之比

6、）15%左右，最高的达到24%。12%左右偏低，10%左右，成本成本很大总的生产成本较低成本相对最低发展还不能被大量广泛和普遍地使用大量发展优点是在弱光条件也能发电寿命一般可达15年，最高可达25年寿命也要比单晶硅太阳能电池短不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。（2）太阳能控制器：太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。（3）蓄电池：蓄电池：其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。注,逆变器：逆变器：由于太阳能的直接输出一般都是DC12V、DC24V、DC48V。为能向AC220V的电器提

7、供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。（二）功率及成本计算：功率及成本计算：成本计算成本计算：太阳能电池板是价值最高的部分。所以太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。它的价格是按瓦算的。现在每瓦的价格在国内差不多9-12元，国际价格1.6-1.9美元每瓦。功率计算：功率计算：A.已知所需输出功率计算太阳能电池板瓦数：为了使太阳能发电系统能为负载提供足够的电源，就要根据用电器的功率，合理选择各部件。下面以100W输出功率，每天使用6个小时为例：（1）首先应计算出每天消耗的瓦时数(包括逆变器的损耗)：若逆变器的转换效率为90%，

8、则当输出功率为100W时，则实际需要输出功率应为100W/90%=111W；若按每天使用5小时，则耗电量为111W*5小时=555Wh。（2）计算太阳能电池板：按每日有效日照时间为6小时计算，再考虑到充电效率和充电过程中的损耗，太阳能电池板的输出功率应为555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充电过程中，太阳能电池板的实际使用功率（2008年美国开发出一种新型涂层，将其覆盖在太阳能电池板上能使阳光吸收率提高到96.2%，而普通太阳能电池板的阳光吸收率仅为70%左右）。B.已知太阳能电池板瓦数计算输出功率：在标准日照条件每小时(1000瓦/平方米)下，1平方米的太阳能电池板上输出的电功率

9、为130至180瓦。（光电转换的效率平均在13%至18%）北京年平均日照时数在2000-2800小时之间。大部分地区在2600小时左右。1平方米的太阳能电池板每年可以发电：130*2600=338度180*2600468度。2.2.太阳能建筑应用技术太阳能建筑应用技术风力发电风力发电 风能目前主要用于以下几个方面:风力提水、风力发电、风帆助航和风力制热。其中利用风力发电已发展速度最快。风力发电的利用方式有两类:一类是独立运行供电系统；另一类是与常规电网的电源并网运行风力发电机组。风力发电形式分类风力发电形式分类：大型风电场并网发电和小型分布式风力发电。大型风电场并网发电存在一些问题，如:成本过

10、高;位置要求高；在长距离输电时输电量损耗大;风力机组尺寸大，安装运输困难；分布式发电是指将风力发电系统以小规模、分散式方式布置在用户附近，可独立地输出电能的系统。分布式发电具有投资省、系统可靠性高、能源种类多样等优点。所以，分布式发电与电网联合供电是今后分布式发电技术发展的必然趋势。风力发电机组：风力发电机组：风力发电所需要的装置。可分风轮（包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。风轮风轮：是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。为保持风轮始终对准风向以获得最大的功率，还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。发电机发电机：是把由风轮得到的恒定转速，通过升速传递给发电

11、机构均匀运转，因而把机械能转变为电能。铁塔铁塔：是支承风轮、尾舵和发电机的构架。它一般修建得比较高，为的是获得较大的和较均匀的风力，又要有足够的强度。铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况，以及风轮的直径大小而定，一般在6-20米范围内。多大的风力才可以发电多大的风力才可以发电依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。但从经济合理的角度出发，风速大于每秒4米才适宜于发电。据测定，一台55千瓦的风力发电机组，当风速每秒为9.5米时，机组的输出功率为55千瓦；当风速每秒8米时，功率为38千瓦；风速每秒为6米时，只有16千瓦；而风速为每秒5米时，仅为9.5千瓦。可见风

12、力愈大，经济效益也愈大。风力发电成本国内最便宜的风机当属华锐风机，集团采购价格基本是3600每KW，进口最贵的是西班牙gamesa，国内采购是6200每千瓦。我国北方年均风速在6.5米/秒的风电场，度电成本基本不会低于0.45元。风力发电量计算风力发电量计算 ：风电厂家会提供风力发电机的风速与发电量的技术资料，即在多大风速下有多大的发电量，然后根据风电场所在地址的风速分布规律，即风速在一年中的时间分布，通俗的说就是多大的风速能吹多长时间，结合两者就能建立计算发电量的计算方法和公式进行计算。两种方法：一，用调速电机带动风力发电机里的永机发电机，看看在不同转速下，电流和电压是多少，电流*电压=功率

13、 比如：200转的时候，电压是24V电流是12.5A，那么用24*12.5=300W 也就是说200转的时候功率达到了300W，300W每小时可以发电0.3度。二，风力发电机安装好以后，旋转的时候，用电流表和万用表测量输出线，得到电流和电压以后，再相乘，这样就知道在现在这个转速下它达到的功率是多少了。功率=电流*电压 电能=千瓦/小时 风力发电机1KW的每小时能发一度电，以此类推就知道了。3、风光互补供电系统 主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池组、逆变器、整流器、直流交流负载等部分组成其工作原理是，风机发的电经整流器整流后，与光伏电池发的电，在控制器控制下同时或单独向蓄电池充

14、电，经逆变器进行直流一交流转换，通过交流配电系统输送到用户控制器控制着两个系统最人程度地发挥各自的效能，同时它又要保证不会对蓄电池过充电，稳定电压，使系统在恒压充电状态下工作。（1）光伏建筑一体化 是指在建筑外表而设置光伏器件，将太阳能发电与建筑功能集成在一起的新型能源建筑方式。可分为光伏屋顶和光伏墙两种结构形式。光伏屋顶是将太阳电池组件置于屋顶防水层之上形成光伏阵列。光伏墙是将太阳电池组件置于外墙表而，形成一适幕墙，安装在南墙而上还可以代替价格吊贵的玻璃幕墙有采光要求的结构，可采用透明或半透明的光伏组件，通过控制太阳电池间距改变其透光率。光伏板安装在屋顶和南墙而等建筑位置上，不需要专门架设安

15、装光伏板的框架结构，也不需要额外占地，节省了土地资源和大量的费用。外围护结构敷设光伏阵列，既可吸收太阳直射光，也可以吸收散射光，将其转换为电能，有足够外表而的高层建筑，光伏发电甚至可以提供整个建筑的全部用电。建筑设计时，一体化结合应当考虑的因素包括:在外观上，合理摆放光伏电池板，无论是在屋顶还是在立而墙上，应实现两者的协调与统一;在管路布置上，在建筑物，都要预留出所有管路的通口，合理布置太阳能管路，尽量减小管路上的电量损失;在结构上，要妥善解决光伏电池板的安装问题，确保建筑物的承重、防水等功能不受影响，还要充分考虑光伏电池板抵抗强风、暴雪、冰雹等自然灾害的能力;在系统运行上，要求系统可靠、稳定

16、、安全易于安装、检修、维护，合理解决太阳能与辅助能源的匹配以及与公共电网的并网问题，尽可能实现系统的智能化全自动控制。零能耗太阳能生态房零能耗太阳能生态房 零能耗太阳能生态房为钢构主体框架，屋顶及朝阳的框架上安装功能性玻璃模块幕墙，功能性玻璃模块幕墙由钢化夹胶平板玻璃与太阳玻璃蓄能管排相结合，完全解决建筑物的保温、隔音、冬季采暖、日常生活热水供应和制取健康饮用水的问题。背光面安装保温采光真空管排玻璃幕墙，实现建筑物的良好保温和自然采光功能。集热后实现全年供生活热水、冬季采暖、夏季制冷。如使用光转化电热一体太阳能集热管玻璃幕墙模块，可增加太阳能发电功能。房屋的北墙和东、西墙安装真空管玻璃幕墙模块

17、，实现房屋的自然采光、保温、隔音。（2）风能建筑一体化风能建筑一体化 风能建筑一体化即风能组件可以融入建筑本体中。在低层建筑中，风能发电组件可在建筑前规划选择在比较空旷的位置安装，既不影响美观又不影响风能的利用，而且还可以根据用户的多少确定风机组件的容量。考虑到风能资源随着高度的增加而增加，可以考虑将风力发电机安放在房顶。在建筑楼群之间，可以根据风场的分布情况，在风道的垂直方向设置多台风电机组。所以一体化设计的完成从一开始就要在建筑平面设计、剖面设计、结构选择以及建筑材料的使用方面融人新能源利用技术的理念，进一步确定建筑能量的获取方式和建筑能量流线的概念，再结合经济、造价以及其他生态因素的分析

18、，最终得到一个综合多个生态因素的最优化的建筑设计。目前中国人均水资源量为2200m3,居世界第88 位,仅为世界平均水平的四分之一,节水工作在我国已成为重点,近年来在各级政府主管部门和技术人员的配合下,取得了一些成绩,其中雨水利用也取得了一些进展。北京是一个水资源十分匾乏的城市，人均水资源占有量不足300m，仅为全国平均值的1/8，世界平均值的1/30，远远低于国际公认的人均I000m3的安全线.根据北京城市总体规划(2004一2020年)，到2010年，在市区规划建成14座污水处理厂，污水处理能力268万m/d，污水处理率90%以上，年实际处理污水8.2亿m，水回收量利用量约为6.56亿m;

19、规划建成13座深度处理再生水厂，生产能力65.5万m，/d，年生产深度处理再生水2.4亿m3。各污水处理厂、深度处理再生水厂厂规模及建设计划见。北京市雨水资源可利用量，是指通过工程措施集蓄雨水，用于市政杂用、环境用水、补充地下水等。目前比较常用的计算可收集的雨水资源量方法是首先计算出道路、屋面、绿地等的面积，查其径流系数，根据北京多年平均降雨量，进行计算。需注意的是要考虑到多场雨中，降雨量小的雨不会形成地面径流，特别是非雨季的雨，因此要考虑一个季节折减系数。另外，经实验研究发现，一场雨中，初期的雨水水质是比较差的，COD和55都特别高，可考虑弃除。所以也应考虑一个初期弃流系数。计算公式如下:a

20、为季节折减系数，取0.85;刀为初期弃流系数，取0.87。尹是径流系数。在建筑用地中，居住用地按照30%的绿化面积计算。绿地及草地地表径流系数是0.15，屋顶及混凝土道路地表径流系数为0.90。根据2010年规划北京市的建筑用地面积中居住用地面积以及多年平均降雨量计算得到2010年北京市可利用雨水1.16x108m。沼气发电是随着沼气综合利用技术的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它利用工业、农业或城镇生活中的大量有机废弃物（如酒糟液、禽畜粪便、城市污水等）经厌氧发酵处理产生的沼气。剩余物(牛、猪废弃物)厌氧消化 三沼利用沼气发电系统由沼气发动机、发电机、余热回收装置、配套设备组成。由于全国城

21、市垃圾组成及往年填埋情况的资料难以获得，故采用IPCC（I n t e r-government Panel on Climate Change，即政府间气候变化专业委员会模式的经验估计方法的权威性较高）模式缺省估算法对垃圾填埋甲烷产生潜能进行估算。垃圾填埋甲烷潜能计算方法如下：则每吨城市垃圾所产生的甲烷量为0.0467t即每立方米沼气可以发电1.53kW由此可见，中国2006 年的城市垃圾，甲烷潜在产量为299.3 万t，体积41.86 亿m3，潜在发电量为128 亿kW经济效益填埋场发电量的5%10%为内部使用，其余可以上网售卖，全国的平均上网卖价约为0.50 元/kWh。环境效益填埋沼气发电项目可以减少甲烷等温室气体的排放，控制有害恶臭污染物，还可以再生能源。社会效益由于操作或处理不当，大量沼气的聚集对填埋场产生爆炸事故隐患。沼气燃料电池是最新出现的一种清洁、高效、低噪音的发电装置。沼气燃料电池发电与沼气发电机发电相比，不仅出电效率和能量利用率高，而且振动和噪音小，排出的氮氧化物和硫化物浓度低，因此是很有发展前途的沼气利用工艺。