光伏與農業(yè)大棚的完美結合

、背景介紹：1、能源匱乏：我國的能源結構以煤為主，是世界上最大的煤炭消費國，相對于巨大的人口基數，面臨的能源資源形勢十分嚴峻。2、環(huán)境污染：礦產資源能源等非可再生能源的生產和消費，對環(huán)境造成了極大的破壞和污染，節(jié)能減排形勢嚴峻。3、電力緊缺：農業(yè)大棚地理位置以農村、郊區(qū)為主，電力等能源非常短缺，傳統(tǒng)電網難以到達這些地區(qū)。4、國家政策：能源問題，農業(yè)問題越來越受到國家重視及相應的政策傾斜?！短柲芄夥a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BIPV（光伏建筑一體化）示范項目，享受國家財政補貼。二、光伏農業(yè)大棚介紹：光伏是將太陽光輻射能直接轉換為電能的新型發(fā)電系統(tǒng)。大棚的“升溫、保溫”一向是攪擾農戶的重點問題?！肮夥r業(yè)大棚”，有望解決這一難題。由于夏季的高溫，在6-9月份眾多品類的蔬菜無法正常成長，而“光伏農業(yè)大棚”如同在農業(yè)大棚外表添補了一個分光計，可隔絕紅外線，禁止過多的熱量進入大棚；在冬季和黑夜的時候，則能禁止大棚內的紅外波段的光向外輻射，降低晚上溫度下跌的速度，起到保溫的作用?！肮夥r業(yè)大棚”能供給農業(yè)大棚內照明等所需電力，剩余的電還能并網。在“光伏農業(yè)大棚”離網體系中，可與LED體系相調配，白天發(fā)電保障植物的成長；黑夜LED體系可應用白天發(fā)的電，給植物供給光照。三、系統(tǒng)原理：組件：以半透明非晶薄膜為主，可以根據需要做透光度，亦可做柔性。四、應用原理：LEO碣余血旺壯如米紫外賤農作物光合作用示意圖碣余血旺壯如米紫外賤農作物光合作用示意圖太陽光入射到地球表面包括：紫外線、可見光及紅外線。紫外線占7%（改變植物物質結構，具有破壞性）可見光占71%（提供照明、供植物光合作用）紅外線占22%（產生熱能）10090ao70005(*403020to(承)區(qū)USEEUSIK（nni）非晶硅單結薄膜透光組件光譜透過率太陽光譜在280~315nm時，對植物形態(tài)與生理過程的影響極??；太陽光譜在315~400nm時，植物對葉綠素吸收減少，影響光周期效應，阻止植物莖伸長；太陽光譜在400~520nm（藍光）時，植物對葉綠素與類胡蘿卜素吸收比例最大，對光合作用影響最大；太陽光譜在520~610nm時，植物對色素的吸收率不高；太陽光譜在610~720nm（紅光）時，植物對葉綠素吸收率低，對光合作用與光周期效應有顯著影響；太陽光譜在720~1000nm時，吸收率低，刺激細胞延長，影響開花與種子發(fā)芽;太陽光譜大于1000nm時，太陽能將轉換成為熱量。藍光區(qū)域波長為43『49。皿透光率較低光電轉化促進蛋白質與非就水化合物的積累紅光區(qū)域波長為61X640?遨托率很高光合作用碳水化合物的合成砥遲短日照植物的發(fā)育黃爆光波悵為510~580mn透光率較低光電轉化紅外線波長為7SCT24Mm道光率比較高熬皿蒸的作用和維持植株體溫（以上數據具有普遍代表性，具體到某品種可能有差異）總結：因此太陽光譜在400~520nm（藍光）和太陽光譜在610~720nm（紅光）這兩個區(qū)間最有利于植物生長。為了增加植物所需要的光譜，可以采用兩種方式：屋頂薄膜太陽能電池板和普通透明白玻璃間隔排列；采用LED燈補充植物需要的光譜，達到植物生長

的光環(huán)境。同時，非晶硅薄膜太陽能組件發(fā)電需要的主要光譜為600nm，對紫外線幾乎不透過，能有效阻擋紫外線對植物的生長影響。發(fā)電的同時確保植物光合作用有效進行，并起到有效的保溫作用。五、建筑方案（利海宏威示例）：南北鋼立面采用鋼化大板玻璃發(fā)電但件和專用附樵與銅清架柔性連接屋項部位采用普通集放戢落南北鋼立面采用鋼化大板玻璃發(fā)電但件和專用附樵與銅清架柔性連接屋項部位采用普通集放戢落六、光伏大棚溫室系統(tǒng)可選配置：1、開窗系統(tǒng)（以達到通風降溫的效果）例如濕簾—風機降溫系統(tǒng)：利用水的蒸發(fā)降溫原理實現降溫目的。特制的濕簾能確保水均勻地淋濕整個降溫濕簾墻，當空氣穿透濕簾介質時，與濕潤介質表面進行水氣交換以實現對空氣的加濕與降溫。2、噴霧系統(tǒng)（對于溫室不僅起灌溉作用，還可以起到降溫，調節(jié)濕度，葉面施肥等作用）3、LED植物生長燈（400~520nm--藍色的光線以及610~720nm--紅色光線，對于光合作用最大。520~610nm--綠色的光線，被植物色素吸收的比率很低）。通過改變電流可以使LED發(fā)出不同顏色的光，LED還可以方便地通過化學修飾方法，調整材料的能帶結構和帶隙，實現紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。如小電流時為紅色的LED，隨著電流的增加，可以依次變?yōu)槌壬S色，最后為綠色。

U-電池小』也謂艮畋和葉綠素a，b的吸收峰選擇藍紅LED燈，兩種波長的光線，覆蓋光合作用所需的波長范圍。藍色(470nm)和紅色(627nm)的LED燈，可以提供植物所需的光線。七、應用優(yōu)點：1.光伏發(fā)電效益一部分對棚內設施供電，多余部分可以并網出售或蓄電池儲存夜間使用。..，富對楠內植蠅行^明、孫憲1.光伏發(fā)電效益一部分對棚內設施供電，多余部分可以并網出售或蓄電池儲存夜間使用。..，富對楠內植蠅行^明、孫憲1促進生長,蝴用捕電燈3誓蟲雙刷無我藥頻?廣二為達國J顆合作物眄生艮環(huán)境而耒用電加用噩加熱,尤寬整季為灌為悌澆水或降謔所進行的嗑灌.隔管提隹水源和動力.為制造自刖L噩空氣自然流面的燈然而最用硒吹風.?熨季也用U時送達到降溫的處果,GJElz?BZ*Jctaml■■ia?r?■■nI期黜△惶棚內空勺肚里的溫度.混應妮?薩.及期外港席一漫境、鳳鯉.鳳何、光照度等環(huán)解蚓;情況2.社會經濟效益提高土地利用率：可以在向陽面和背陰面根據不同的光照條件配置以對光照要求不同的植物；較高的大棚可以構建立體農業(yè)，借用LED進行補光，例如在育苗時，可以把育苗床上架等。在一定的土地空間上，光伏農業(yè)大棚實現了農業(yè)作物經濟和能源發(fā)電效益的“雙贏”。促進農民再就業(yè)：可以解決一部分農民以及40-60農村留守人員的就業(yè)。農業(yè)高效規(guī)?；氖痉蹲饔茫簻厥掖笈锱c屋頂技術相結合的光伏大棚，不僅可以保證棚內設施的正常運轉，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業(yè)生態(tài)建設項目。這極大地促進了傳統(tǒng)農業(yè)向工業(yè)化農業(yè)的發(fā)展，也對地區(qū)的農業(yè)發(fā)展起到了良好的示范作用。實現了農民、企業(yè)、政府的“多贏”局面。觀光旅游和生態(tài)農業(yè)一體化：“光伏生態(tài)大棚”還可與旅游結合構建觀光農業(yè)，與社區(qū)農產品需求結合，構建社區(qū)農場，與市民體驗結合構建開心農場等集高效種植、農業(yè)科普、休閑觀光于一體的新型農業(yè)項目。八、經濟效益分析：目前我國政策為：金太陽工程補貼：約11元/W光伏建筑一體化補貼：7.5元/W農業(yè)清潔能源補貼：上限10元/W分布式光伏電價標準：1元/kwh《太陽能光伏產業(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