专题文章
使用太阳能蒸发壁减少禽舍能量使用
作者：Sanjay Shah, 北卡罗莱纳州立大学航空工程学士，Bob McGuffey，北卡罗莱纳州太阳能中心人员，本文发表在北卡罗莱纳州家禽业联合通讯上。能量信息管理报道，在北卡罗莱纳州，相比2007年1月，2008年1月丙烷批发价上涨了67％，达到1.67美元/加仑。而且这不只是价格的上涨，市场的不确定性也使决策制定更加困难。丙烷价格大部分取决于需求，虽然2007年12月需求已经相对缓和，2008年1月天气比以往冷的天数增加。能量是家禽生产成本很大的一部分开销，减少了能量使用就潜在地缓和了游离丙烷市场的需求。
家禽业已经认真观察到了这种情况，已经尝试通过更好地维护或者增加绝缘材料来减少能量使用。生产者在减少能量利用上作了最大投资，如使用红外线管道加热器取代效率较低的电热育雏器。美国农业部通过推出最新能量和能量利用率方案（REEE）给予配合。可以提供有担保批准的贷款，结合批准/担保贷款给动物生产者确保能量效率得到改善，安装最新的能量产生器。（更多细节，点击这里：http://www.rurdev.usda.gov/rbs/farmbill/）美国农业部将投资太阳能项目，这是最新的一个项目，可以减少气体如二氧化碳的释放今儿减少污染。此外，在北卡罗莱纳州，你可以以0.21美元/单位的价格出售最新的能量给电力供应商。进行最新能量投资还可以享受联邦和州的课税扣除待遇。这些因素大大增加了研究人员在畜舍使用太阳能的兴趣。
北卡罗莱纳州Aberdeen在INTEK的蒸发壁
太阳能可以以两种方式被利用以满足禽舍对能量的需求。（a）使用光电（PV）细胞（b）使用蒸发壁。使用PV 方法，太阳能通过太阳嵌板上的PV细胞后被转化成电能。一个典型的肉鸡舍需要大约8-10kW电能以满足舍内能量需求，一组PV细胞能满足一年内大部分能量需求。使用PV法每个鸡舍需要花费$45,000－$60,000，5－9年可以收回成本，其中包括了联邦和州减税优惠，但是不包括美国农业部的扶持。当你以$0.21c/单位的价格出售多余的能量时，5年就可以收回成本。由于初始投资比较搭以及PV法较长时间的成本回收期，许多生产者倾向于采取静待观望的态度。但是低成本的蒸发壁可能满足那些对减少加热成本感兴趣的生产者的需求。
蒸发壁在加拿大、德国及至北卡罗莱纳州的工业和商业建筑内已经使用（图1）。蒸发壁含有一个暗色的微孔的金属壁，该壁放置在鸡舍有太阳的一侧。当空气通过蒸发壁（这是一个太阳能收集器）上的微孔被吸收时，通过蒸发壁的空气则被加热。美国能量部门报道进入的空气能够预热提高40°F，而实际加热取决于蒸发壁的方向（朝南是最好的）和云覆盖情况。图2展示了图1的蒸发壁如何在北卡罗莱纳州Aberdeen鸡舍上发挥作用。
在肉鸡或者火鸡育雏舍使用蒸发壁不是很困难。必须将蒸发壁放置在鸡舍有太阳的一侧，在天花板或者墙入风口前面（图3）。在育雏或者冬季，当最小或者中等大小的风扇在进风口打开时，通过蒸发壁上的小孔进入的空气被加热。考虑到肉鸡舍内的空气在第一周的预热阶段必须加热到92-93°F，在白天天气晴朗的时候，新鲜空气回火会导致能量节省下来。在50°F和50％的相对湿度时使用蒸气壁回火1,000 cfm的新鲜空气温度会上升到80°F (增加了30°F)，这样在白天5小时光照条件下会储存大约2加仑丙烷。（例如，36英寸的风扇会去除9,000-10,000 cfm的畜舍静态压）。这种回火的空气也比较干燥（相对湿度18％），因此，这样的空气在去除禽舍水汽上更有效。此外，降低消费2加仑丙烷也减少了二氧化碳和水蒸气15和10lb。这两个混合物在丙烷燃烧过程中形成。在夜间气候凉爽的条件下，蒸发壁会减少鸡舍的能量损耗。甚至在夏季，使用管道通风时，可以通过给畜舍遮阴减少太阳能获得量。蒸发壁的一个重要好处是很少需要维修，因为它不需要移动也没有液体成分。但是，预防灰尘和碎片积累在蒸发壁上是很重要的，这样会降低通风率。
图2. 蒸发壁如何在NC Aberdeen的INTEK发挥作用。
但是，蒸发壁不一定能用于任何牧场，这需要考虑鸡舍的朝向。在北半球，冬季可以获得大量南边的太阳，夏季北边可以获得大量能量。所以，冬季加热很重要，沿着东西角建筑的禽舍可以在南边安装蒸发壁，虽然东南部和西南部安装也可以接受。在较凉快的西北卡罗莱纳州，有大量家禽养殖，北部安装蒸发壁有助于夏季育雏。蒸发壁也通过减少了静态压力降低通风率，所以风扇开的时间会长些。虽然还没有有关在禽舍使用蒸发壁的研究完成，但是节省的热能可以减少电力使用。此外，在过渡或者中等通风情况下（处于最低或者管道通风之间），为了阻止新鲜空气回流，太阳能蒸发壁可以装上铰链（图1），这样允许新鲜空气迂回蒸发壁。
最近，北卡罗莱纳州太阳能中心在北卡罗莱纳州东部做了一项在肉鸡舍安装蒸发蒸发壁的研究。安装总成本为每平方英尺$11，没有得到农业部的任何支持。作为开始，家禽生产者可能会考虑在南边安装足够的蒸发壁，两个36英寸的风扇（小鸡或者在寒冷季节）提供一半通风量。另一半应该来自北边没有安装蒸发壁的地方。因为两个风扇需要总计15-16个进口，覆盖南边8个44英寸的入风口，需要大约500平方英尺的区域安装蒸发壁，这将花费5,500美元/鸡舍。如果美国农业部能提供25％的拨款，成本则相应降低。当然，因为改善了能量效率你有资格获得联邦或者州税务减免，这等于只剩下65％的成本。所以，如果你的加热季节很长，饲养小鸡（如你在鸡舍饲养大量鸡群）条件下，你的鸡舍定位适合安装蒸发壁，你可以考虑安装蒸发壁。
2008年4月
