精细控制智能化光伏大棚的设计

温室大棚技术发展迅速,但其存在电力供给短缺、工作效率较低、管理精细化程度弱等问题,严重制约了中国设施农业的发展水平。设计了一种精细控制智能化光伏大棚,将光伏发电技术与精细化控制技术融入农业生产中,基于环境要素和农作物生长规律,通过传感技术,多维度精细化与智能化控制来协调和平衡参数,使光伏大棚中各参数都达到理想状态,保障对农作物生长过程中外界条件的稳定调节,建立满足农作物生长的最适宜环境,以此提高农作物的质量及产量。通过建立实物模型进行测试后发现,光伏发电系统能实现光伏大棚所需电能的正常供应,同时精细控制智能化系统可以实现农作物生长过程中重要参数数值的自动调节,且可以随时随地检测和监控,具备一定的推广价值。

基于时空精细约束的生物质发电收储站点选址及收购范围优化模型

生物质发电是实现“碳达峰、碳中和”的重要途径,形成良好的供应链体系是生物质发电产业持续发展的关键因素。传统的收储优化通常从供应链各节点的变量优化入手,而未考虑秸秆资源的空间分布,未细化各收储站收购时间段的约束,未对秸秆资源作精细化时空调配。为使生物质直燃发电供应链中的收储站建设成本及运输成本最小化,文章基于秸秆的空间分布建立了一个整数非线性单目标优化模型,利用遥感地物提取及数学规划求解的方法进行收储站的选址及秸秆生产旺季各中间商收购范围的划定。以中国某两座生物质发电厂作为模型应用实例,将优化后的站点位置及收购范围可视化,并进行敏感性分析,结果表明,对于华北地区装机容量为25~30 MW的生物质发电厂,其收储站距电厂8~25 km为最优,旺季预留库存量在2000~3000 t为宜。

作物需水量计算方法研究

介绍了作物需水量的影响因素,并针对这些影响因素将作物需水量的计算方法分为3类,每类选取有代表性的几种方法进行探讨,指出它们的优缺点和适用条件,对今后的作物需水量研究有重要的参考价值。

害虫密度与作物产量损失预测的一种新方法

本文首次引入幂指模型（ｙ＝ ｙＬＭ ｅｘｐ（－ｂｄａ））来模拟害虫密度与作物产量间的关系，通过对１５组不同来源的害虫与作物竞争资料的模拟，证明幂指模型具有实际的生物学意义，能准确地描述多种害虫和多种作物间的危害关系，预测害虫危害作物可能造成的产量损失．为害虫的经济防治提供了一种新的研究方法．

农作物秸秆气化发电系统经济性分析

对农作物秸秆气化发电系统投产前的最佳秸秆收集半径进行了分析,得出了最佳秸秆收集半径与电厂运行费用、运输费用、单位耕地面积秸秆年产量、秸秆收集系数之间的关系。对影响发电系统经济性的因素进行了敏感性分析,认为发电效率和上网电价是影响发电系统经济性的主要因素。

仿生玉米掰穗装置掰穗速度与功耗试验

目前国内外采用的玉米摘穗装置均存在着籽粒破损率高、含杂率高和功率消耗大等问题,为解决上述问题,该文采用模仿人工收获玉米果穗的方式,设计了仿生玉米掰穗装置。首先进行拉力测试试验,分别在静态与动态2种条件下对传统摘穗方式与仿生掰穗方式收获玉米果穗所需力进行测量,验证仿生掰穗方式可行性;然后设计仿生玉米掰穗装置试验台并进行掰穗速度与功率消耗的综合试验,得到掰穗手速度与纯功率消耗的关系。试验表明:静态传统摘穗方式与仿生掰穗方式收获玉米果穗平均所需力分别为435和41.4 N。动态传统摘穗方式与仿生掰穗方式收获果穗平均所需力分别202.5和20.7 N。仿生掰穗比传统摘穗所需力大大减少。与传统玉米收获装置相比(正常工作速度1.2 m/s),该装置功率消耗低,约为36 W,小于传统一对摘穗辊消耗的纯功率(240 W)。该研究为玉米收获机摘穗部件的改进提供了参考。

德国《可再生能源法》实施及调整对其沼气产业发展的影响分析

德国《可再生能源法》是推动其可再生能源发展的重要法律文件。本文介绍了该法规的出台背景,着重量化分析了自2004年以来德国《可再生能源法》四次修改调整对沼气产业发展的影响,包括德国新增沼气发电站数量和总装机容量、能源作物种植面积的变化以及补贴措施。分析结果表明,《可再生能源法》的调整对沼气产业的发展影响显著,该法规EEG-2004和EEG-2009强烈刺激了沼气产业的快速发展,而EEG-2012和EEG-2014则修正了沼气产业的过快发展。《可再生能源法》对上网电价补贴的合理制定,实施效果评估机制的建立和逐步引导沼气产业市场化机制的设计保障了德国沼气产业的健康有序发展。本文同时还讨论了德国案例对我国沼气发展的启示,对我国发展沼气产业政策提出了包括后端补贴在内的建议。

螺旋输送装置输送玉米秸秆功耗研究

为了降低螺旋输送装置的输送功耗，提高输送效率，通过理论分析和试验研究，建立了不同输送条件下螺旋输送粗饲料功耗的数学模型，试验研究了螺旋转速及喂入量对输送装置的输送功耗和比能产量的影响。试验结果表明：转速每增加10r／min（喂入量为定值），输送装置的输送功耗增大5～9W，喂入量每增加0．1kg／s （转速为定值），输送功耗增大10～12 W；同时得知：输送含水率约24％的揉碎玉米秸秆（揉碎玉米秸秆的应用场合所要求的含水率范围为23％～75％）的最佳转速为120r／min，最佳喂入量为0．88kg／s，此时的比能产量为最高0．704～0．714kg／W。在此基础上，研究被输送物料的力学特性随含水率的变化情况及对输送功耗的影响。研究结果表明：物料的含水率每增加10％，其滑动摩擦角增大3°～5°，内摩擦角随含水率的增大呈先增大再减小的变化趋势，在一定的喂入量和转速下输送时输送功耗增大7～9W。

农作物秸秆发电经济效益分析

农作物秸秆发电是规模化利用农作物秸秆资源的一种方式。近十年来中国农作物秸秆发电项目建设快速增加,在能源产出结构中占居一定份额,但至今就农作物秸秆发电项目经济效益问题社会评论褒贬不一。笔者以吉林省例,利用农作物秸秆资源调查与评价技术规范中列示的方法,测算了吉林省可利用农作物秸秆剩余量,并用成本收益分析法对吉林省秸秆发电项目运行的经济效益进行了测算。研究得出:吉林省每年产出超过4300万t秸秆,其中可能源化利用的秸秆剩余量达到870多万t。在当前0.75元/(k W·h)的支持价政策下,秸秆发电项目企业可实现自身盈利,并可带来社会环境效益。

北方寒区农作物秸秆利用技术及应用前景分析

针对我国农作物秸秆资源丰富、综合利用技术水平低和环境污染严重等现状,对现有农作物秸秆利用技术的实情以及应用前景进行了较全面的总结、归纳和分析。特别是在秸秆燃料技术方面,结合我国国情及气候条件,对目前实际生产过程中常用工艺和设备的技术要点、注意事项以及优缺点进行了科学、细致的阐述,使人们对我国秸秆燃料技术的应用现状及发展趋势有一个清晰的了解和认识。

纵轴流脱粒装置水稻最佳脱粒分离参数预测与控制（英文）

在水稻脱粒过程中,脱粒滚筒的转速、凹板间隙、齿间距等是脱粒籽粒损失率和脱粒功耗的重要影响因素。为获得水稻联合收割机上纵轴流脱粒滚筒的最佳脱粒参数组合及可控范围,在自行研制的切纵流脱粒分离试验台上开展了水稻脱粒分离性能试验研究。对纵轴流滚筒在不同脱粒滚筒转速、凹板间隙、齿间距参数组合下进行水稻脱粒性能台架试验研究,并对试验结果进行回归分析和置信度分析。将获得的最佳操作参数置信区间用于控制纵轴流滚筒的水稻脱粒性能并预测其最优参数组合,同时进行了验证。结果表明,为将纵轴流脱粒滚筒的总损失率控制在0.33%以内且将脱粒功耗控制在46.36 k W以内,则具有95%置信度的纵轴流滚筒转速为772.61～905.74 r/min、脱粒间隙为22.18～37.93mm、齿间距为104.96～170.17 mm,其相应的纵轴流滚筒最佳转速为839r/min、凹板间隙为30 mm、齿间距为138 mm。该研究对于降低纵轴流滚筒的脱粒功耗和籽粒损失具有重要意义,同时可为水稻联合收割机纵轴流脱粒滚筒最佳结构及参数设计提供参考。

电厂烟气对土壤环境和农作物影响的研究

对污染区和对照区分别进行土壤和农作物取样,研究长期受电厂烟气影响的土壤环境和农作物相关元素含量的变化及其对农作物品质的影响,发现土壤总S、总F、可溶性硫、可溶性氟含量及pH变化与电厂烟气引起大气SO2污染密切相关,土壤中已出现S和F的积累。对研究区主要农作物小麦的叶S和籽粒S含量及籽粒品质(千粒重、蛋白质含量和淀粉含量)的监测表明,小麦叶、籽粒S含量与大气污染正相关,叶片中已发生S累积,籽粒中尚未形成S累积;籽粒S含量与籽粒蛋白质含量极显著正相关,说明大气中SO2浓度适当升高可提高小麦品质。

半喂入式花生摘果试验台设计与试验（英文）

为深入开展半喂入式花生摘果装置作业机理、结构参数和作业参数优化等研究,设计了自动喂秧平台、控制系统、参数调节系统和保鲜库,选配高速摄像系统,并与已有试验台进行技术集成,研制成半喂入式花生摘果试验台。该试验台具备关键参数调节和采集、作业过程图像获取和植株保鲜等功能,主要包括机架、自动喂秧平台、夹持输送装置、摘果装置、控制系统、传感器、变频电机和高速摄影系统等。试验台的主要技术指标为:摘果辊长度500,800,1 000 mm,摘果辊直径160,200,240 mm,摘果辊后端中心与夹持输送链的距离100~150 mm,摘果辊的转速200~1 000 r/min,夹持输送链的速度0.5~2.5 m/s。在试验台上,对前期尚未涉及的供给株数、链辊夹角等因素、摘果辊功耗等进行了试验研究,开展了摘果过程高速摄影试验研究。结果表明:供给株数对未摘净率和破碎率影响较大;链辊夹角对未摘净损失影响较大,对破碎率影响较小;摘果功耗随着供给株数的增大呈递增规律;高速摄像系统能够揭示摘果叶片与花生果系的作用过程、果秧分离行为和内在机理。该半喂入式花生摘果试验台可为进一步深入开展摘果作业机理研究提供参考。

幂指模型在害虫密度与作物产量损失研究中的应用

本文首次引入幂指模型 ( y=y L Mexp( - bda) )来模拟害虫密度与作物产量间的关系 ,通过对 15组不同来源的害虫与作物竞争资料的模拟 ,证明幂指模型具有实际的生物学意义 ,能准确地描述多种害虫和多种作物间的危害关系 ,预测害虫危害作物可能造成的产量损失。

新型下料机液压系统动态特性仿真

为了实现变速周向低应力下料过程中可靠夹紧、送进棒料,设计了相应的液压系统。采用新的建模方法——功率键合图法,建立了新型下料机液压系统的动态数学模型,并用Matlab软件对其进行了动态特性仿真研究。结果表明:管道直径、溢流阀液阻等参数对液压系统中送进缸活塞杆速度和进口压力的影响显著,需合理配置。

农作物秸秆开发利用技术研究进展

农作物秸秆是一种十分宝贵的生物资源,用途广泛。简述了农作物秸秆在饲料、肥料、燃料、工业原料等方面研究利用的进展。

作物增产素增产机理的灰色关联分析

作物增产素是系列作物增产叶面肥 ,包括小麦增产素、棉花增产素、花生增产素、蔬菜增产素 (又分叶菜类、果菜类、块根类 )等。利用大田观测资料 ,运用灰色关联分析的理论与方法 ,探讨了小麦增产素、玉米增产素、棉花增产素、花生增产素、蔬菜增产素的作物增产机理 ,分析了作物增产素对作物生长要素和生产要素的影响。表 4 ,参 1。

杂草密度与作物产量损失预测的一种新方法

引入幂指函数模型［ｙ＝ ｙＬＭｅｘｐ（－ ｂｄｒ）］模拟杂草密度与作物产量间的关系，通过１０组不同来源的杂草与作物竞争资料的模拟，证明幂指函数模型具有实际的生物学意义，能准确地描述多种杂草和多种作物间的竞争关系，预测杂草为害作物可能造成的产量损失。为杂草的经济防除提供了一种新的研究方法。

黑龙江省主要土壤供钾能力及钾肥效应

研究表明,黑龙江省主要土壤养分限制因子是N、P、K,其次是S和Zn,此外,个别土壤表现缺Mg和CU.在N、P、K及其它中、微量元素平衡施肥条件下.明确了钾肥在主要土壤和作物上的增产效果和施用技术,为我省平衡施肥提供科学依据.参3。

一种为滴灌系统供电的太阳能高效发电装置

太阳能滴灌是我国生态建设与节水农业的重要发展方向。项目组依托黄淮学院在中原地区的实习基地,基于自然气象要素条件下园林、果树、蔬菜与农作物的需水规律、耗水规律、生长与生产规律的数据建立的常规气候与异常气候情景的四种作物与种植模式的太阳能发电滴灌系统的作物需水规律、耗水规律、生长与生产规律的数学模型和实际影响太阳能高效发电滴灌系统的关键参数,作为以太阳能高效发电为动力滴灌系统的研究、设计提供理论依据。根据建模所得数据,研究太阳能发电跟踪与控制方式,研制移动式太阳能高效发电样机。取得中原区域性的实用成果,为开展进一步范围的应用与研究打下基础。