摘要：新能源技术在农业领域的应用是推动农业现代化和可持续发展的关键。本文主要探讨了生物质、太阳能、风能、光伏+农业以及上述各种新能源在农业领域中的应用。生物质技术主要是沼气的应用，沼气余热利用装置将发电机产生的余热重新收集起来对沼气池进行加热，从而提高了沼气的利用率；太阳能技术主要是太阳能温室、太阳能水泵和太阳能杀虫灯的应用，太阳能温室的主要发展方向是智能化发展，太阳能水泵和太阳能杀虫灯分别利用太阳能抽水和防治病虫害；风能技术主要集中在风能提水灌溉和离网小型风力发电机的应用。同时，对“光伏+农业”和各种新能源技术的综合应用进行了简介。这些新能源技术的应用不仅减少了对传统能源的依赖，还有助于实现农业的绿色发展和资源的可持续利用。

　　关键词：新能源技术；农业现代化；生物质；太阳能；风能；光伏+农业；综合

　　一直以来，我国农业领域所依赖的主要能源是石油、煤炭等不可再生资源，随着人类工业化发展，不可再生资源的开采越来越多，可使用不可再生资源的数量也逐年在减少，同时，不可再生资源的使用所带来的环境污染、温室效应等不良影响也逐渐显现出来，因此，积极开发能够应用于农业领域的新能源技术，发展绿色、经济的新能源技术是农业领域的发展重点。从生物质技术到太阳能技术，再到风能技术的利用，“新能源+”农业的模式正逐步成为推动农业现代化发展的新引擎。

　　1生物质技术在农业领域中的应用

　　对于废弃的有机物料来说，有多种处理方式。比如，很多情况下，可以采用直接丢弃的方式，让有机物料在自然界中腐败；对于城市的有机废料来说，可采用燃烧发电方式，对其进行利用；对于能够作为家禽、牲畜饲料的有机物物料来说，还可以对其进行处理，将其转变成动物饲料；对于农业生产来说，有时人们会将有机物料直接转变成有机肥置放在农田中。

　　沼气是通过有机物料的厌氧发酵产生的，沼气的产生过程在自然界中无处不在。沼气的主要成分是甲烷和二氧化碳。有机物料进行厌氧发酵，所获得的沼气是优秀的清洁能源，而发酵剩下的沼液和沼渣，可作为优秀的有机肥。所产生的沼气还能够用于发电等用途。但当前，这些应用途径还很欠缺，并且，所采用的设备也有很大的改进空间。

　　目前，国内主要研究沼气发电并进行专利申请的公司主要在杭州、深圳和广东，其中，深圳市某公司开发了一种沼气发电机用高温烟气余热利用装置（见图1），沼气池1的底部设置有加热池3，沼气池1的一端连接有气仓2，气仓2的一端连接有沼气发电机组本体4，发动机本体4通过余热管7与余热利用装置连接，余热利用装置包括初级换热装置8、次级换热装置9，引风机10将由沼气发动机本体4产生的烟气通过余热管7送入初级换热装置8，烟气经过初级滤网和高温滤料过滤后进入次级换热装置9，同时水泵向隔层和直流管内供水，在换热翅与导热板的作用下，烟气带给高温滤料内的热量向隔层传递，隔层内的水被预热后，通过出水管被通入直流管内二次换热，充分换热后的水从换热箱的出水口流入加热池3的水暖管内，为沼气池提供热量，由此，发动机本体4产生的烟气，通过余热利用装置来加热其管道中的水，被加热后的水又送回加热池3中对沼气进行加热，不仅实现了使用了沼气发电，同时加速沼气池内容物的分解，提高了沼气生产速率。

　　2太阳能技术在农业领域中的应用

　　太阳能作为一种清洁、可再生的能源，在农业领域具有广泛的应用前景，也是农业上最常见的一种可再生资源。太阳能发电技术在农业中最基本的用途是照明，白天通过光伏发电为蓄电池充电，晚上做为电源为灯具提供电能，不仅可以为农业活动提供照明，还可以延长作物进行光合作用的时间，提高产量。除此以外，太阳能技术与种植、养殖、灌溉、病虫害防治和农业机械动力等方面结合起来，实现在农业各领域的应用。

　　2.1太阳能温室

　　太阳能温室，又称光伏大棚，是传统农业大棚和温室棚顶增加太阳能光伏发电系统，实现棚顶发电，棚内种植的农光互补模式。由于太阳能温室具有一定的透光性，不仅能满足不同作物的采光需求，还能发展养殖畜牧和发展渔业，因此，发展太阳能温室是提高温室效能的重要发展方向。

　　目前，国内研究光伏大棚的主要公司分布在青岛和浙江。光伏大棚的智能控制是光伏大棚技术发展的主要方向。其中，青岛某公司研发了一种光伏大棚智能控制系统，在这种光伏大棚中，一侧墙面安装湿帘，湿帘上方排列安装有若干进水口，在有湿帘一侧的大棚外安装蓄水池和循环水泵；在光伏大棚内两侧面墙排列安装若干风机，上方分布安装若干可升降的遮阳帘；光伏大棚中心位置安装中央处理器，和中央处理器连接的有数据处理器，在地面分布安装有若干温度、湿度传感器和数据转换器，每个传感器对应连接一个数据转换器，每个风机和遮阳帘分别连接安装一个控制器。使用这种智能控制系统，可以实现不同位置的风机、不同高矮的遮阳帘单独工作，互不干涉，湿帘上部的进水口给水量同步联动控制，既能够对光伏大棚内的温度、湿度、光照度进行分区精准控制，也节约了能源；可以解决光伏大棚冬季存在逆温现象损害农作物生长的问题，通过可升降遮阳帘单独控制各遮阳帘的升降高度，有效避免了冬春季节棚内逆温导致的作物冻害现象，可以实现光伏大棚内的农作物生长一直处于最佳的温度、湿度和光照环境。

　　2.2太阳能水泵

　　在缺水地区，农作物用水困难，通常采用人工挑运及泵站提水的方式解决。提水泵站的运行需要架设电缆，对于电线线路架设的山区来说，长期运行会产生高额的费用，农民经济负担过重，而使用太阳能水泵提水，没有污染，经济费用低，还能解决农田缺水问题，对于干旱地区的灌溉具有积极的意义。

　　太阳能水泵，又称太阳能动力水泵，是近期逐步发展起来的光、电、机一体化体系的装置。在目前使用的太阳能水泵中，大部分的工作方式是，使用太阳能光伏发电，然后利用产生的电能驱动电力水泵实现抽水功能；或者使用太阳热能直接驱动活塞或隔膜实现抽水功能，由此为农业领域开发了新的能源利用方式，充分利用太阳能可再生资源解决农业生产中的灌溉问题。

　　2.3太阳能杀虫灯

　　随着人民生活水平的不断提高，推广绿色无污染食品，成为广大群众的迫切追求。而绿色安全无污染的食品应该出自自然的环境，同时减少和避免了农药的使用。太阳能杀虫灯在部分程度上替代了农药，通过运用太阳能电池板把阳光转化为电能，运用昆虫的趋光性或趋色性等天性，应用相应的光源和相应的纳米波长，能够引诱周围数百米之外的害虫，利用高压电将害虫杀死。据统计,每台太阳能杀虫灯辐射能够达到2hm2的面积，其使用寿命达到十年之久。

　　太阳能杀虫灯节能环保，安全方便，同时不用架设常规电，可节约能源和耗材，且杀虫力强，工作稳定更可靠，因此在病虫害防治方面具有巨大的功效。

　　3风能在农业领域的应用

　　在自然界，风能是一种可再生、无污染且储存量巨大的能源。随着全球气候变暖和能源危机的出现，各国都致力于对风力的开发和利用。而我国电力缺口很大，尤其在农村和偏远山区，风能在农业领域的应用给农业发展带来了很多便利，同时降低了成本，减少了对化石燃料的依赖以及促进了环境的可持续性。

　　3.1风能提水灌溉

　　我国东南沿海地区风能资源相对丰富，这些地区用电量大，常规能源匮乏，部分地区即使电网通达也缺电严重，为了满足农田灌溉等低扬程大流量提水作业的需求，风力提水灌溉装置已经在当地逐步开展起来。我国内陆地区风能资源较丰富的地区，如内蒙古北部、甘肃和青海等地，均是草原地貌，人口分散，电网难以通达，因此，利用深井风力提水机组为牧民和牲畜提供水源或进行草场灌溉，对于改善当地人民的生活具有积极的效果。目前国内研究风能提水灌溉并进行专利申请较多公司分布在武汉和河南，个人、高校和公司为主要的研究主体，且数量相当。

　　3.2离网小型风力发电机的应用

　　在我国农村地区，电力负荷分散且密度较低，导致输送线路的电能浪费，而干旱季节、农忙时节相较于其他时节用电量剧增，使得电网资源的有效配置具有很大的难度，因此，常规大电网不适合农业用电。小型农业风力发电机结构简单、成本低、安装维护方便，而且对环境没有污染，因此，采用离网小型风力发电机供电有效解决了农业供电问题。小型风力发电机分为垂直轴和水平轴两种类型，相对于水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机安装维护方便，成本较低，更适合农户使用。

　　离网小型风力发电机在农业上的应用场合较多，不仅可以为农业生产提供基本的照明，还能够与提水灌溉、农业机械等相结合，应用于各种农业生产活动。无锡某公司研发了一种将风力发电系统应用在沼气池上的增效装置，通过垂直轴风力发电机发电，其中一部分电力带动位于沼气池内、发酵间中的发酵液内的搅拌器，连续搅拌沼气池内、发酵间的发酵液，从而使得发酵液与沼气细菌充分混合，促进沼气细菌生长和繁殖；另一部分电力输送给增温装置，从而使得沼气池的温度升高，显著提高了沼气产量。洛阳某公司开发了一种风力发电抽水灌溉系统，通过垂直抽风力发电，发出的电能用来带动灌溉装置进行发电。

　　4“光伏+农业”的综合应用

　　“光伏+农业”是一种新兴的土地资源利用方式，它将光伏发电和农业种植有机结合在一起，通过科学设计、合理嫁接光伏的经营模式，实现一地多用、提高单位土地产出率。在光伏电站设计、建设、运营过程中，预留给农业种植、养殖所必需的空间，确保光伏电站正常发电的同时，满足植物、动物的生理需求，达到农光互补的效果和效益。

　　5多种新能源的综合应用

　　在农业领域，除了应用某种新能源进行农业生产建设外，多种新能源的综合应用，弥补了新能源的劣势，使新能源在农业领域的应用更加稳定和成熟。其中，以太阳能和风能综合应用尤为常见。太阳能受限于光照时间，在阴雨天、夜晚无法发电，在缺少光照的时候，利用风能进行发电，风能和太阳能的综合利用，使得电能的产生更加稳定。佛山某公司开发了一种农业用的割草机，利用太阳能和风能同时发电，通过太阳能板根据太阳的方向不断调整角度来收集阳光，将太阳能转换成电能；并通过垂直轴发电机风叶利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机提升旋转的速度，从而进一步带动发电机发电。太阳能和风能相互结合为电机提供动力，驱动割草机完成作业。

　　武汉某大学研发了一种农用无人机装置，同时采用垂直轴风力发电机和太阳能发电装置进行发电，发出的电能储存在位于停泊平台底部的圆台内部的储能装置。储能装置通过无线充电板对无人机进行无线充电，见图2。通过太阳能和风能相结合的方式，保证了阴雨天、雾天和夜晚无人机的用电量需求。

　　新能源技术在农业领域中的应用，不仅有助于减少对化石燃料的依赖，降低农业生产成本，还能够有效提高农业生产效率和产品质量。随着新能源技术的不断进步和创新，其在农业领域的应用前景广阔，将成为推动农业可持续发展的重要力量。未来，我们期待新能源技术与农业深度融合，为实现工业现代化和绿色发展贡献更多的力量。

       参考文献：

　　[1]俞卫东，新能源在农业上的应用研究[J]，农业装备技术，2014,40(05):7-10

　　[2]孙先鹏,邹志荣,郭康权,等.可再生能源在我国设施农业中的应用[J].北方园艺,2012(11):46-50.

　　[3]周衍庆.开辟现代化农业生产新能源[J].北方水稻,1980(04):42-44.

　　[4]卢月.风力提水滴灌技术[J].农村牧区机械化,2018(01):38-39.

　　[5]方玉强，试论新能源产业经济在农业领域中的应用[J]，农村经济与科技,2017,28(16):159-160.

　　[6]郑焕斌.可持续性能源所面临的挑战和机遇(下)[N].科技日报,2012-12-23(002).