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一文读懂农业光伏温室

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查看3276 | 回复0 | 2022-12-7 18:26:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
目前,光伏与温室相结合比较多的温室类型为日光性光伏温室和连栋光伏温室。日光性温室为单体温室,操作空间小,种植作物单一,不利于农作物立体化种植。连栋光伏温室可以布局多种光伏电池板排列,合理的布局,适合大部分农作物的种植。
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农业光伏温室的介绍



光伏产业作为一个全球新能源发展的一个重要方向,各国都在将光伏应用于各个行业。在现代农业光伏能源需求越来越大的情况下,产生了一种光伏与温室结合的现代农业新技术,一种高效节能型的光伏温室。光伏温室依托于太阳能发电技术,通过在温室顶棚铺设太阳能发电装置,吸收和利用太阳能,为农作物的生长提供不同的光照、温度,满足农作物的生长要求。一方面,将光伏发电系统直接应用于农作物的生长实现低成本的温室运营;另一方面,利用透过的光线,为农作物的生长提供所需的光照,既保证了农作物的生长,又实现了最低成本的温室运营,降低了温室的运营成本。光伏温室作为一种新型的温室设施类型,利用太阳能等可再生资源,改变温室的运作规律,节约运营成本,提高农作物的生产效率,增加农民的实际收入,成为现代农业发展的新方向。国家为了保证对新能源的利用,出台多项政策给予光伏产业大力支持。2014 年 10 月国家能源局、国务院扶贫开发小组办公室联合印发《关于实施光伏扶贫工程工作方案》,计划利用 6 年时间组织实施光伏扶贫工程,同时明确了 7 项具体的工作任务,并规定了每项任务的具体完成时间,指明了我国在今后一个时期内光伏工作的发展方向。2015 年 3 月国家能源局新能源司又下发了《关于转发光伏扶贫试点实施方案编制大纲的函》,为地方发展光伏扶贫政策制定了参考依据。在不到一年的时间内国家连续出台两项政策扶持我国光伏产业的发展,这对光伏温室产业的发展是一个极大的利好。农业作为光伏产业应用的重点领域,理应抓住这次政策优惠,借鉴国内外光伏先进技术的基础上,结合本土光伏温室产业的特点,大力发展农业光伏温室产业,推进我国光伏温室自动化与智能化的应用,打造我国的智能光伏温室。2


农业光伏温室的分类



温室大棚在我国发展具有悠久的历史,在发展的过程中出现了多种类型的温室。随着光伏应用于温室大棚的技术不断提高,我国的光伏温室在国家的大力支持下,借鉴日本、伊朗等国外先进的光伏温室经验,在自主研发的基础上,全国各地依据当地特色建立了多类型的光伏温室,主要分为以下几类:1、依据结构分为日光型光伏温室和连栋型光伏温室。日光型光伏温室多采用一面为采光面,一面为保温面设计(含有保温蓄热墙体),可以根据采光和用电需求设置光伏电板的放置,光伏电板放在采光面,则温室属于全遮光型;放置在保温面则为半遮光型。连栋型光伏温室,主体结构采用铝合金和镀锌钢材为主,透明的墙体材料以薄膜、太阳板或玻璃为主,建造外形为拱圆形和屋脊型为主,其建造面积相当于多个独栋温室的结合,温室内具有多种智能管理系统,如:二氧化碳调节系统、通风系统、智能控温系统、病虫害防治系统、灌溉系统等智能系统,为这种大面积温室提供智能管理,正是基于这种智能管理系统使连栋温室具有投入大、效益大、产量高的的特点,相对于单体温室它还拥有更大的温室面积和光照面积,在我国具有广大的温室面积,依靠其自身的优势,光伏温室在我国农业温室应用中广受农民欢迎。2、依据农业生产的类型分为冬暖式反季节光伏温室和弱光型光伏互补温室。冬暖式反季节光伏温室主要种植反季节作物,温室棚体与传统农业大棚光伏养殖温室和大棚一样,后面墙体主要用土墙砌成,冬季保温性更强,在屋顶安装太阳能光伏组件和透明玻璃,温室结构材料为钢材。以山东寿光反季节光伏温室为例,为了提高冬季温室的光照与热量,在反季节光伏温室屋顶安装三排长达 100m、宽达 10m 的在太阳能组件,使温室的透光率高达 80%,发电量每年可达 90000kWh 假设投资冬季反季节光伏温室 80 万元,那么每年温室产生的电力收入为 10 万元,农业纯收入将有 8 万元。弱光型光伏温室主要种植食用菌类,作物对光照要求低,透光率低,因此温室顶部全部安装太阳能电池组件,用太阳能电池板代替传统的塑料薄膜,一个弱光型光伏温室的光伏装机容量为 200kW,每年可发电 240000kWh,假设弱光型光伏温室投资 180 万元,每年的发电收入可达 28 万元,农业纯收入可达 10 万元。互补光伏温室是在鱼塘或者河上安装光伏发电系统进行渔业养殖,在水面打桩做支撑建造,太阳能电池板用作发电,两不相误。
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3、按照光板铺设方式可以分为全铺式、半铺式和间铺式温室。全铺式光伏温室适用于厌光型农作物,如食用菌类。通过在温室顶部两侧全部覆盖上光伏电池板,将光伏板发电量达到最大,温室内部采光依靠照明设备。半铺式光伏温室则是在温室的顶棚一侧覆盖光伏电池板(光照强的一侧),留出另一侧作为温室采光使用,大部分光照用于发电,温室内的光照不强,因此适用于对光照要求不高的植物。间铺式温室是将光伏板的布局空隙拉大,温室内的光照较强,但发电量较小,可以适用于大多数农作物。3


农业光伏温室的特点



1、经济效益与社会效益相结合 光伏温室降低了温室运营的经济成本,也产生了一定的环境效益,对未来的经济发展和环境保护带来了强大的技术支持。光伏温室的建设可以与地方电力公司合作,由电力公司提供光伏板和光伏的搭建,土地的使用费用由双方共同支付,光伏温室生产出来的电直接输送给电力公司。这样可使温室的造价每平方米减少 40%~50%,大大减少了温室的建设投入。光伏发电也可用于温室内的能源供给,利用光伏发电提供绿色能源,减少有污染的能源消耗,达到光伏使用的经济效益与社会效益最大化。2、高科技化和智能化 随着科学技术的提高,智能终端系统广泛应用于光伏温室,在光伏温室的建造和管理上也更趋于现代化,现代化体系表现在高科技化和智能微网化上,高科技化是通过计算机远程控制,建立高精智能大棚,使光伏发电更加稳定,提升了连栋光伏温室的科技含量,使现代农业的发展更加高效和绿色,为未来的农业科技密集型产业形成提供良好的发展契机。智能微网化是区别传统大电网,由多个分布式电源、负载、储能装置、能量转换装置、保护装置和管理控制系统构成的独立运行系统,能够实现自我控制、保护和管理,既可以与外部电网并网运行,也可以独立运行,在某些缺电少电的连栋光伏温室地区,智能微网化能够有效解决这些地区的电力供应问题,形成有能源支持的农业高端系统环境。3、建造要求高光伏温室的建设首先需要考虑到温室的主要功能是以发电为主还是以种植作物为主,然后在依据温室的功能定位进行相应的设计,定位不同要求也不同。在温室设计时需要考虑到温室的跨度、覆盖材料、屋面的形状、组件及材料等。如温室的跨度直接影响到光截面,跨度越大,所获光能越多,但成本就会增加;跨度越小,光照不足,光伏电板覆盖不够,影响温室作物生长。因此跨度的长短的精准选择对于光伏温室是非常重要的,同样光伏温室对于别的每个因素都提出了很高的要求
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