光伏農(nóng)業(yè)大棚案例分析

1、光伏農(nóng)業(yè)大棚一、背景介紹1 1、能源匱乏：我國的能源結(jié)構(gòu)以煤為主，是世界上最大的煤炭消費國，相對于巨大的人口基數(shù)，面臨的能源資源形勢十分嚴(yán)峻。2 2、環(huán)境污染：礦產(chǎn)資源能源等非可再生能源的生產(chǎn)和消費，對環(huán)境造成了極大的破壞和污染，節(jié)能減排形勢嚴(yán)峻。3 3、電力緊缺：農(nóng)業(yè)大棚地理位置以農(nóng)村、郊區(qū)為主，電力等能源非常短缺，傳統(tǒng)電網(wǎng)難以到達(dá)這些地區(qū)。4 4、國家政策：能源問題，農(nóng)業(yè)問題越來越受到國家重視及相應(yīng)的政策傾斜。 太陽能光伏產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃已將太陽能光伏生態(tài)大棚電站的模式劃定為 BIPVBIPV（光伏建筑一體化）示范項目，享受國家財政補貼。二、.社會經(jīng)濟(jì)效益提高土地利用率： 可以在向陽

2、面和背陰面根據(jù)不同的光照條件配置以對光照要求不同的植物；較高的大棚可以構(gòu)建立體農(nóng)業(yè)，借用 LEDLED進(jìn)行補光，例如在育苗時，可以把育苗床上架等。在一定的土地空間上，光伏農(nóng)業(yè)大棚實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)作物經(jīng)濟(jì)和能源發(fā)電效益的“雙贏”促進(jìn)農(nóng)民再就業(yè)： 可以解決一部分農(nóng)民以及 40-6040-60 農(nóng)村留守人員的就業(yè)農(nóng)業(yè)高效規(guī)?；氖痉蹲饔茫簻厥掖笈锱c屋頂技術(shù)相結(jié)合的光伏大棚，不僅可以保證棚內(nèi)設(shè)施的正常運轉(zhuǎn)，還可以儲存雨水、雪水等循環(huán)利用，是集低碳、節(jié)能、環(huán)保、旅游于一身的新型高科技農(nóng)業(yè)生態(tài)建設(shè)項目這極大地促進(jìn)了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向工業(yè)化農(nóng)業(yè)的發(fā)展，也對地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展起到了良好的示范作用。實現(xiàn)了農(nóng)民、企業(yè)、政府的“多贏

3、”局面觀光旅游和生態(tài)農(nóng)業(yè)一體化：“光伏生態(tài)大棚”還可與旅游結(jié)合構(gòu)建觀光農(nóng)業(yè)，與社區(qū)農(nóng)產(chǎn)品需求結(jié)合，構(gòu)建社區(qū)農(nóng)場，與市民體驗結(jié)合構(gòu)建開心農(nóng)場等集高效種植、農(nóng)業(yè)科普、休閑觀光于一體的新型農(nóng)業(yè)項目三、經(jīng)濟(jì)效益分析目前我國政策為金太陽工程補貼：約 1111 元/W/W光伏建筑一體化補貼：7.57.5 元/W/W農(nóng)業(yè)清潔能源補貼：上限 1010 元/W/W分布式光伏電價標(biāo)準(zhǔn)：1 1 元/kwh/kwh太陽能光伏產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃已將太陽能光伏生態(tài)大棚電站的模式劃為光伏建筑一體化示范項目，享受國家財政補貼，根據(jù)電費收入、作物利潤等，華盛綠能、保定天威、東方日升等進(jìn)軍光伏大棚的公司給出的結(jié)論是一 6-86-

4、8 年收回成本。光伏大棚的經(jīng)濟(jì)效益主要由光伏發(fā)電并網(wǎng)補貼和農(nóng)作物經(jīng)濟(jì)效益構(gòu)成。一般農(nóng)業(yè)蔬菜大棚造價不超過 100100 元/ /平方米， 而光伏農(nóng)業(yè)大棚造價目前大概為每畝 1515 萬元。四、案例分析分析一:50KW裝機(jī)容量的發(fā)電量分析利用加拿大模擬軟件RETScreen進(jìn)行計算首年預(yù)計發(fā)電量25年預(yù)計總發(fā)電量平均年發(fā)電量61081kWh1400689kWh56028kWh50KW裝機(jī)容量成本分析總投資成本個人需投資補貼上網(wǎng)電價農(nóng)作物收益成本回收期155Mo0元85萬元14JC/W1元/kWh8.4萬6年|分析二：建一個 100100 米 X10X10 米的標(biāo)準(zhǔn)太陽能光伏蔬菜大棚需投資 858

5、5 萬元,但 5 5 年半即可收回全部投資，大棚壽命可長達(dá) 2525 年。以一個黃瓜大棚為例，一個大棚可產(chǎn)黃瓜 2.52.5 萬公斤，按平均價每公斤 6 6 元算，可賣 1515 萬元。光伏發(fā)電一年 1010 萬度，按國家政策收入 1010 萬元?？鄢嚓P(guān)成本后，一個棚年純收入可達(dá) 1818 多萬元，5 5 年半時間足可收回全部投資。分析三:6享受政府菜籃子工程補貼享受農(nóng)業(yè)部資金補貼果蔬種植收入9觀光旅游門票、農(nóng)家樂等收入五、風(fēng)險分析1 1 .政府扶持政策變動目前財政補貼政策的變化不會給公司生產(chǎn)經(jīng)營業(yè)績帶來很大的風(fēng)險， 但是對于光伏農(nóng)業(yè)大棚， 若補貼政策發(fā)生變動， 將對企業(yè)的經(jīng)營成果產(chǎn)生不利影

6、響。以1MW光伏大棚項，占地面積lOOOOm?為例序號名稱單位指標(biāo)值投資成本年發(fā)電收益萬兀/KW萬元1.517170租金年收益萬元/畝3當(dāng)?shù)刎斦a貼萬元/畝1,5光伏建筑TM名補貼元/KW70002 2 .自然災(zāi)害的影響臺風(fēng)、洪水等突發(fā)性災(zāi)害；地面沉降、土地沙漠化、干旱等在較長時間中才能逐漸顯現(xiàn)的漸變性災(zāi)害都將是影響光伏大棚正常作物生長的風(fēng)險因。六、現(xiàn)存問題：由于薄膜光伏太陽能農(nóng)業(yè)大棚模式在我國才剛剛啟動，而且多為示范區(qū)，太陽能裝機(jī)容量普遍較小，目前并沒有大規(guī)模推廣，還存在諸如前期投入成本較高、 太陽能發(fā)電與農(nóng)作物生產(chǎn)相結(jié)合關(guān)鍵技術(shù)不成熟、 運營保障技術(shù)不到位以及國家扶持資金比例不高等問題。具

7、體體現(xiàn)為：（一）前期投入成本很高，農(nóng)業(yè)企業(yè)或農(nóng)民獨自承擔(dān)不起目前，我國的非晶體硅薄膜光伏太陽能電池生產(chǎn)線大部分引自國外，國內(nèi)企業(yè)并不掌握太陽能電池制造的核心技術(shù)，加之近年來原材料價格步步攀升，導(dǎo)致我國的太陽能電池生產(chǎn)成較高。據(jù)調(diào)查，一塊非晶體硅薄膜太陽能電池板（長 1.41.4 米，寬 1.11.1 米）的內(nèi)銷價格為 10001000 元人民幣或 1 1 瓦 6 6 元人民幣， 如果一畝設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚頂?shù)?2/32/3 面積安裝太陽能電池板（太陽能裝機(jī)容量 5050 千瓦），僅太陽能電池板至少需 3030 萬元人民幣，如果再加上安裝費、控制器、變電器、配電箱以及蓄電池等，可能要高達(dá) 5050 萬

8、元，整個薄膜光伏太陽能農(nóng)業(yè)大棚（玻璃溫室類型，內(nèi)有加溫、降溫和通風(fēng)設(shè)施）的總投入大概需要近 100100萬元。 從表 1 1 可知， 目前我國在建的或已建成的薄膜光伏太陽能示范大棚均全部由當(dāng)?shù)卣苯油顿Y，規(guī)模較大的才有企業(yè)資金參與。因此，如果沒有政府資金的投入，完全由企業(yè)或個人承擔(dān)，負(fù)擔(dān)壓力較大，不利于在大面積設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚上的應(yīng)用。（二）薄膜光伏太陽能電池與農(nóng)作物生產(chǎn)相結(jié)合關(guān)鍵技術(shù)不成熟傳統(tǒng)的太陽能電池是晶硅電池且不透光，近年來快速發(fā)展的是薄膜非晶硅太陽能電池， 這種太陽能電池的最大優(yōu)點是可以透光， 而且溫度系數(shù)低，在陰天雨天和霧天也能發(fā)電，常年累計發(fā)電量比晶硅電池發(fā)電效率可提高20%20%

9、左右。據(jù)調(diào)查，這種薄膜太陽能電池的最大吸收波峰在 400-600nm,400-600nm,而植物進(jìn)行光合作用的有效光譜為 440nm440nm的藍(lán)光和 660nm660nm 的紅光區(qū)， 在理論上薄膜太陽能電池的最大吸收波峰與植物光合作用的吸收波峰并不沖突， 可以通過薄膜分光技術(shù)將植物吸收的光透過太陽能電池板供植物進(jìn)行光合作用， 其它的光用來發(fā)電。 但目前將這種技術(shù)應(yīng)用在設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚上， 是否能完全不影響植物的正常生長還缺乏相應(yīng)的前期實驗研究， 而且如何將分光技術(shù)與太陽能電池更科學(xué)地結(jié)合起來， 也是一個新的課題，現(xiàn)在研究的很少，都在探索之中。（三）已建成的薄膜光伏太陽能農(nóng)業(yè)大棚多為示范工程，與農(nóng)

10、業(yè)生產(chǎn)結(jié)合不緊密薄膜光伏太陽能農(nóng)業(yè)大棚雖然在我國多個省份大大小小的已建成了 2 20 0多個，但多數(shù)均是概念性的示范性工程。通過到山東、江西等地的示范點調(diào)研， 發(fā)現(xiàn)建成的薄膜光伏太陽能農(nóng)業(yè)大棚大多數(shù)均沒有充分利用， 棚內(nèi)種植農(nóng)作物很少， 甚至只是一個能利用太陽能發(fā)電的大棚， 棚內(nèi)并沒有任何農(nóng)作物。當(dāng)前，薄膜光伏太陽能農(nóng)業(yè)大棚作為一種新生事物，僅是概念性的展示，并沒有和實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)緊密結(jié)合，沒有起到既能利用太陽能發(fā)電，又能進(jìn)行農(nóng)作物生產(chǎn)一舉兩得的雙贏效果。（四）配套設(shè)施不完善及運營保障技術(shù)不到位，導(dǎo)致實際應(yīng)用效果不理想由于目前大部分的薄膜光伏太陽能農(nóng)業(yè)大棚僅是示范，所以棚內(nèi)并沒有相應(yīng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)

11、施如降溫和加溫設(shè)施。 我國大部分地區(qū)四季分明， 夏天溫度普遍很高， 冬季溫度又很低， 如果建成的薄膜光伏太陽能農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)沒有相應(yīng)的降溫和加溫設(shè)施， 在炎熱和寒冷的季節(jié)也很難保證能進(jìn)行農(nóng)作物的正常生產(chǎn)。 而且大部分農(nóng)業(yè)企業(yè)和農(nóng)民種植者并不掌握太陽能電池的日常維護(hù)和保養(yǎng)技術(shù)， 很多太陽能電池加工企業(yè)在建成大棚后并沒有后續(xù)的運營保障技術(shù)服務(wù)， 一旦太陽能電池出現(xiàn)問題就很難保證能正常運行， 因此已建成的大部分薄膜光伏太陽能大棚存在應(yīng)用效果不理想的狀況。（五）太陽能發(fā)電量與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電量不相匹配，與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)并網(wǎng)存在較大困難薄膜光伏太陽能大棚能利用太陽能發(fā)電，發(fā)的電也能應(yīng)用到棚內(nèi)農(nóng)作物相應(yīng)生產(chǎn)設(shè)施上如降溫

12、和升溫設(shè)施， 但發(fā)電量與用電量并不匹配。 比如在炎熱的夏季和寒冷的冬天， 太陽能發(fā)的電量遠(yuǎn)達(dá)不到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用的電量， 相反如果是在一般的天氣， 太陽能發(fā)的電量就會超過農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電， 就會存在多余的發(fā)電量。 解決的辦法就是與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)并網(wǎng)， 但目前與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)并網(wǎng)存在成本高，并網(wǎng)要求條件苛刻等問題。（六）國家補貼比例不高，影響大規(guī)模的推廣應(yīng)用建設(shè)一個較小規(guī)模的薄膜光伏太陽能大棚也要幾十萬元，規(guī)模較大者可能需要幾百萬元，甚至上億元。目前我國為了促進(jìn)太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而開展的“金太陽示范工程”補貼比例最高為 50%,50%,這一比例應(yīng)用在設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚上，依然存在投入成本太高，企業(yè)和個人承擔(dān)的風(fēng)險大，因此

13、影響了薄膜光伏太陽能大棚大規(guī)模的推廣應(yīng)用。（七） 薄膜光伏太陽能大棚結(jié)構(gòu)承重要求嚴(yán)格， 現(xiàn)有農(nóng)業(yè)大棚改造成本高因薄膜太陽能電池普遍采用雙玻封裝的方式，組件厚度為6-7mm6-7mm, ,而常規(guī)光伏大棚所用保溫玻璃厚度為 4m4mm m 左右， 兩者厚度相差 2-3mm2-3mm, ,原有的農(nóng)業(yè)大棚結(jié)構(gòu)承重不能滿足光伏組件的承重要求， 需要對原有農(nóng)業(yè)大棚結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造和升級， 這也導(dǎo)致薄膜光伏太陽能大棚的總體投入增加， 限制了薄膜光伏太陽能大棚的大范圍使用。六、應(yīng)用實例:目前我國薄膜光伏太陽能大棚應(yīng)用情況建設(shè)地點建設(shè)規(guī)模建設(shè)企業(yè)投資規(guī)模投資構(gòu)成運行狀態(tài)山東壽光1 1 畝河北保定天威保變電4040

14、萬元政府投資建成，能發(fā)電，山東壽光100100 畝山東維坊華天新能源不祥政府投資在建河北承德1010 萬畝河北卡能光伏科技有3030 億政府和企業(yè)投資項目簽約，在建江西上饒2020 畝臺灣光寶綠色能源股500500 萬元政府投資建成，能發(fā)電，江西鷹潭1010 畝臺灣光寶綠色能源股350350 萬元政府投資建成，已并網(wǎng)發(fā)電江蘇常州3030 畝寧波金太陽光伏科技不祥政府投資在建海南三亞5050 畝有限公司不祥政府投資部分建成發(fā)電，部分江蘇南京200200 畝鴻達(dá)溫室不祥政府和企業(yè)投資前期 1010 畝已建成發(fā)遼寧大連0.50.5 畝北京中錦陽科技有限不祥政府投資建成湖北武漢30003000 畝武漢廣源光伏太陽能5.35.3 億元政府和企業(yè)投資審批完成，在建青海樂都2020 畝，200200福建均石能源集團(tuán)不