关于电能在农业中的应用介绍

[拼音]：dianneng zai nongye zhong de yingyong

[外文]：electric energy utilization in agriculture

在农业生产和村镇居民生活领域内，经济、安全、合理地应用电能，是实现农业电气化的重要方面。可节约物质和能源消耗，创造更多的社会财富。

应用范围

电能在农业上应用的项目约有 500多种，主要包括下述范围。

主要用于各类固定作业机械的电力驱动，约占农业用电量的60％。合理进行农业机械的电力驱动设计，对节约用电、充分发挥机械效能、保证安全作业等具有重要的意义。电力驱动设计内容包括电机类型、结构、防护形式的选用，以及功率的确定、控制和保护电器的选用和设计等。选用电机时要考虑其使用条件、负荷特征、传动方式、保护和控制要求、设备的供电条件等因素。大多数固定作业农业机械是在长期连续工作的条件下运行的，如具有恒定负荷的水泵、风机、真空泵等，电机负荷主要受电源电压变化的影响；而饲料粉碎机、脱粒机、铡草机等则具有长期急变的负荷特征。应合理选择驱动系统中飞轮的质量，使设备在具体的供电条件下，具备克服短时超负荷的能力，防止过大的功率储备或超负荷运行。有些农业机械在短时工作条件下运行，如禽畜舍清粪机、定时喂料机、温室开窗机等，可以按容许超负荷选择电机功率，以充分利用设备潜力。移动作业的农业机械由于供电困难，电力驱动仅在畜牧场的饲料分送、温室和园艺作业机械及农用小型电动工具中获得有限应用。

现代农业机械电力驱动的发展趋势是力求简化传动结构，使电动机尽量接近工作机构，在可能条件下将二者结合在一起，以提高机组的使用可靠性和适应工艺过程自动化的要求。此外，发展适于在农业环境条件下使用的电动机、控制保护电器和成套装置系列也日受重视。

由于设备简单，占地与初投资少，极易自动控制，适于农业热能用户分散等特点，电热应用在一些发达国家中发展迅速。如美国、联邦德国等的电热耗电量占农村用电总量的一半以上。

农业中电热应用的方式主要有电阻加热、辐射加热、感应加热、电弧加热等，而以低温电阻加热应用最广。采用电热设备可以使工艺过程和农业环境的热力参数受到精确控制，创造生物体生长发育及其产品加工、贮存的最佳环境条件，并便于按工厂化方式组织现代化农业生产，获得显著的经济效果。多数农业用户的电热设备可在夜间电力网处于低谷负荷时运行，通过蓄热方式均衡供热，并可在很少或不增加供电设施条件下向分散用户提供廉价电能，以均衡电力系统的负荷。随着科学技术的发展，各种专用电热设备如用于禽畜舍和温室微气候控制的电热风机、幼畜局部取暖用的育雏伞、电热地板、农用管道式电极热水器、电热饲料蒸煮器、电热锅炉、水稻和蔬菜电热育秧设备等，在许多国家已广泛应用。

电能以电磁波辐射方式直接作用于农产品及动、植物有机体，可用较小的能量消耗，取得明显的增产效果。不同电磁波频带与生物有机体的相互作用，产生不同的生理效应。波长为0.2～0.38微米的紫外线辐射可用于房舍、容器、空气、饮水的杀菌和消毒，预防幼畜的软骨病，处理饲料和种子以及农产品的质量鉴别、分选等。波长为0.38～0.76微米的可见光辐射，可作为植物光合作用的能源，用于育苗设施补充光照；还可用在育雏舍、蛋鸡舍内延长光照时间、控制动物有机体生命活动及新陈代谢（动物）过程，以加速雏鸡生长和提高产蛋率。波长为0.76～25微米的红外线辐射可用于农产品烘干、杀虫，提高幼畜和病畜的抗病力等。其他如高频电流、工频高压电场、脉冲电场、静电、强磁场等用于播前种子处理，可提高种子的发芽率和发芽势；还可用于谷物及土壤杀虫、水处理和有目的地加快或延缓禽畜、植物和微生物的生长发育过程，一般能获得 5～15％的增产效果。各种形式电磁辐射能的应用，需要根据不同地理环境和不同对象选择合理的辐射剂量及采用相应的检测和控制技术。

电子技术已广泛用于各项田间作业、农副产品加工及贮存、畜禽饲养等各个环节，如进行测试、计量、监视、报警和自动控制等。电子计算机则用于农业机械测试、数据处理、辅助设计、农业生产管理及环境控制、农业机械运用及农业气象预测等各个领域（见电子计算机在农业中的应用）。

合理用电

电气设备在农业中的使用条件与工业用电相比有显著差别。其主要特点是设备分散，且常在潮湿、多尘、露天和具有化学腐蚀性气体等环境条件下工作，很多设备限于季节性使用，农村低压电网功率因数一般偏低，有功及无功损耗比较大。为提高农用电气设备的可靠性、经济性和安全性，许多国家研制了具有高绝缘、密封性好、耐腐蚀、低成本，并具有各种完善保护装置的农用电气设备系列，同时制定了农村用电设备选型配套设计规程和使用维修规程。它们还不断发展农村电气设备维修服务网点，注意加强农业用电安全技术教育，普及使用各种漏电保护开关以保护设备和人身安全。

随着农业用电的大幅度增长，节电问题愈益受到重视。采取的主要措施包括：合理设计农业机械电力驱动装置，提高用电设备的负载率；制订各类农业工艺过程的合理耗电定额，采用先进的低能耗生产工艺；发展各种自动化节能监控器；在耗能大的环境监控设施中，改善隔热条件及自然通风条件；重视能源的综合利用以提高综合经济效益等。

现状与趋势

从许多国家在农业中应用电能的历史看，发展的过程是从解决照明用电和个别繁重作业的电气化开始，逐步过渡到实现生产工艺过程的综合电气机械化和推广应用自动控制技术，进而发展到应用电能实现工业化的生产方式，组织专业化的农牧业生产，以大幅度提高农产品的产量和质量，减少劳动消耗，从而获得更高的综合经济效益。在美国、联邦德国等国家，每个农业劳动力每年的平均用电量可高达3500～4500千瓦小时。

在中国，直至20世纪50年代前期，农业用电仅在少数城市郊区及国营农场有所发展，且主要用于生活照明、排灌、粮食和饲料加工、脱粒清选和农机修理等，仅少数国营农牧场用于挤奶、孵化（家禽）、禽畜舍补充照明等。60年代初以来，以国家电网供电为主的农村电力事业和农村小水电站建设迅速发展，为农业地区提供了优越的电力供应条件。除电力排灌已成为广大农村优先发展的用电项目外，在其他农业生产和农民生活领域内，用电范围不断扩大。至70年代末和80年代初，社队企业、乡镇企业用电比重和村镇居民生活用电量迅速增加，在一些大城市郊区开始发展以广泛应用电能和自动化装置为基础的综合电气机械化畜牧场、饲料工厂、大型温室和育秧设施等。1963～1983年的中国农业用电分类构成见表。