什么是光伏农业大棚

随着科技的进步，如今土地上的劳动者们的劳动方式也随之发生了改变。中国的农业人民在当光合作用与光伏效应碰撞结合的时候，科技与传统迸发出最美丽的火花。今天我们一起走进光伏的农业世界。

光伏农业开创性地将光伏发电与农业开发及节约资源相结合，衍生了众多的应用模式。

光伏大棚 | 未来农业的必选之路

农业光伏温室大棚就是这样一种集太阳能光伏发电、智能温控、现代高科技种植为一体的温室大棚。它采用钢制骨架，上覆太阳能光伏组件，以保证光伏发电组件的光照要求和整个温室大棚的采光要求。太阳能光伏发出的直流电,直接为农业温室进行补光，并直接支持温室大棚农业设备的正常运行，驱动水资源灌溉，同时解决冬季温室大棚供暖，提高大棚温度，促进作物快速增长。

现在的光伏蔬菜、光伏花卉、光伏苗木、光伏食用菌、光伏中药材等都是依托光伏大棚而出现，对于用户来说可以实现一棚多收，一棚多得，不仅可以为用户带来不菲的经济收益，还可以践行用户节能环保的义务。

渔光互补 |潜伏在太阳能板下的“虾兵蟹将”

对于占地较广的大型光伏电站而言，日照时间长且拥有大片廉价荒漠化土地的西部地区无疑是第一选择。但是由于西部地区远离负荷中心，因此部分地区光伏电站的弃光问题一直没有很好地解决。而在东部地区发展光伏电站，虽然不愁并网，但稀缺的土地资源成为制约大型光伏电站发展绕不过去的坎。

为了解决这些困难，“渔光互补”光伏电站完胜解答，利用江南地区丰富的鱼塘资源及芦苇荡滩来开发建设光伏发电项目，采用水上发电、水下养殖的模式，用户不仅可以获得养殖收益，还可以获得国家的光伏补贴，让养殖户一举多得，并具有发展休闲旅游业的潜力。

光伏扶贫 | 家庭光伏村 发电得收益

光伏电站收益年限长，带动贫困人口增收稳定，是理想的精准扶贫产业项目。可解决深度贫困户，确保每户每年稳定增收。还能与美丽乡村建设、光伏精准扶贫、投资理财结合到一起，让用户能通过光伏发电，真真切切的得到实惠。

每发一度电，就能减少一点碳排放，推进分布式光伏发电项目建设、应用，对发展绿色新能源，助力健康生态有着重要意义。

光伏水利 | 解决世界性农业用水难题

随着全球气候的变暖，天气反复无常，农业对于水利灌溉设备的需求与日俱增。农业抗旱和灌溉缺水的问题如何解决?在基础设施发达、电网齐备的地区，这或许可以轻易解决。然而，那些电网难以覆盖的地方又当如何呢?

我国可用耕地中，有55%的缺水旱地。在邻接撒哈拉沙漠南部干旱的国家，因为缺水，农田荒废，几千万人挣扎在饥饿死亡线上，每年约有20万人饿死，世界人口总数40％的80个国家和地区严重缺水。

浙江天赐新能源科技有限公司利用太阳能源，反哺大地，潜心研究，迅速发展太阳能光伏提水技术，通过由多块太阳电池组件串并联组成的太阳电池阵列，吸收日照辐射能量，将其转化为电能，为整个系统提供动力电源，再通过光伏扬水逆变器对系统的运行实施控制和调节，将太阳电池阵列发出的直流电转换为交流电，驱动水泵，并根据日照强度的变化实时地调节输出频率，实现最大功率点跟踪，最大限度地利用太阳能。为农户带来了极大的便利，增收增产，解决了农业灌溉、人畜饮水、林业灌溉及荒漠化治理的矛盾困难。这种光伏水利，在偏远地区，电网设施相对落后的地区应用相对比较多。成为解决缺水困境的强劲可行方案。

1、不破坏土地性质，节约资源。

光伏农业大棚发电组件安装在棚顶，不占用地面，不改变土地性质，光伏大棚可以直接在原来种植土地上直接建设，有利于现代化农业项目的开展。

2、可根据作物需要创造生长环境。

农业大棚上架设不同透光率的太阳能电池板，可根据不同作物的生长需求，进行采光及温度调节，实现反季种植及精品种植，还可以种植名贵苗木等附加值高的作物。

3、可满足农业用电需求，产生发电效益。

棚顶光伏发电可以满足农业大棚的温控、灌溉、照明补光等电力需求。如果实现规模化大棚生产，还可以将产生的多余电量销售给电网公司，实现收益。

农业光伏大棚有哪些优点

4、可发展观光科技农业。

光伏农业是新兴的科技农业，具有较高的观光价值。如果结合交通区位优势、生态环境优势，依托高价值的观赏作物种植及有机农产品生产采摘旅游等，可发展多种形式的观光、休闲和体验等旅游项目，形成特色化、规模化的光伏观光农业。

光伏农业是现代化农业与清洁能源紧密结合的产物。与传统农业相比，光伏农业更重视科技要素的投入，更加注重经营管理，对劳动者的素质有更高的要求。结合光伏农业，将农业活动、科技示范等元素融为一体，可极大地发挥产业集群效应，繁荣地区经济。

光伏产品知多少

1、太阳能杀虫灯

相比于传统农药，太阳能杀虫灯最大的好处是取代农药或少用农药，可保证食品安全。同时，市场上的此类产品已经具有时控、雨控、光控、全天候智能化管理等功能，除了普通电源产品外，有些高科技公司还开发出一体化野外太阳能照明杀虫灯、室内便携式照明杀虫杀蚊灯等产品，极大地方便了农民进行病虫害防治。

2、新型太阳能生态农业大棚

这种技术将太阳能光伏发电系统、光热系统及新型纳米仿生态转光膜技术综合嫁接到传统温室大棚上，达到增效增收的效果。

3、光伏养殖场

就是将现代清洁能源工程与传统养殖事业相结合，在养殖场屋顶建设光伏电站，用以改造和提升传统养殖业并提供绿色能源的一种全新尝试，同时其推广和普及也能在提升新能源利用水平方面起到积极作用。

农业光伏大棚有哪些优点

4、新型农村太阳能发电站

这是一种以村为单位分享光伏发电系统的创新型商业尝试，在每一个村庄建设一个光伏电站，服务“三农”。考虑到太阳能发电技术在新农村建设中具有较大的应用发展空间，未来这类产品将大有可为。

5、太阳能污水净化系统

现在，农村的环境污染日益严峻，污水是其中一大问题。太阳能污水净水系统在将太阳能转化成热能、电能后再有效地运用于污水处理工艺中，在这个过程中，基本没有二次污染和能耗转移。

6、农用太阳能小产品

如太阳能手电筒、太阳能马灯、太阳能充电器、太阳能照明灭蚊灯等。这些产品可为偏远的无电、缺电地区的农民提供极大的生活便利。

光伏温室大棚，是该项目将风能、光能、储能以及现代农业设施有机结合，将建设集太阳能光伏发电、智能温控、现代高科技种植为一体的温室大棚。每座温室大棚占地面积792平方米，太阳能光伏系统采用S-180C(180W)晶硅组件，安装总容量为64.8KW，正常使用寿命25年或以上，该项目目前采用离网发电系统，预计年发平均电量约为7.17万kWh。温室主体是在目前广泛使用的三代日光温室的基础上进行了改进，采用钢制骨架，上覆塑料薄膜，既保证了光伏发电组件的光照要求，又保证了整个温室大棚的采光要求。整个设计方案在北侧墙体顶部安装3排光伏组件，每座大棚安装120块组件，组件安装采用压板、螺栓连接安装。是一种新型的温室结构形式。赵

相对光伏大棚，渔光互补有一定的优势。首先，鱼塘、滩涂等地域基本不能种植作物、跟农业不产生冲突所以土地性质不敏感。其次，光伏大棚的光伏与植物争夺阳光资源，光伏直接影响植物生长的“大环境”。而渔光互补影响的是局部的“小环境”。第三，渔光互补的投资比农业大棚小，一个达到基本要求的连栋大棚投资约为400－500元每平方米。（不含光伏部分）而渔光互补项目，只有桩基部分投资相对地面电站较大。本文就渔光互补项目自身特点，简述渔光互补项目对环境的影响、经济可行性、以及技术方面的应该注意的问题。

1．光照对水产类的影响

结果表明：凡纳滨对虾在金卤灯照明的条件下生长最快，在日光灯的连续照明下生长最慢 ，在其他的光照条件下与黑暗对照的情况下其生长没有显著差异。其中，金卤灯照明条件下凡纳滨对虾的特定生长率比日光灯连续照明时要快55．89％。

但高功率白炽灯照明条件下凡纳滨对虾的生长速度稍快于剩余各处理。低功率白炽灯照明条件下凡纳滨对虾的特定生长率略低于黑暗对照，即使延长光照时间也未见显著的改善。在具昼夜节律日光灯照明条件下凡纳滨对虾的特定生长率稍高于黑暗对照，但延长日光灯照明的时间反而显著降低了凡纳滨对虾的生长速度。出现上述情况可能与作为光源的各种灯具的光谱范围、光色、光强等属性有关。日光灯的光谱通常包含有紫外线的成份，可能是对虾生长较慢的原因之一。金卤灯的光谱含有较多近红外线成份，更接近于太阳光线，这可能是金卤灯更适宜于生物生长的原因。

光伏影响光照，但是光照对水产品的影响远比对绿色植物的小。主要原因是水产生物的自主性高于植物，鱼虾可以自主的迁移到光照较好的地方。综上我们可以得出推论，光伏对水产品是有影响的，但影响有限。

2 农光、渔光互补对比

农光互补项目受到大棚结构的影响占地面积相对变化较大，江苏宿迁地区连栋大棚使用普通组件1MW面积约为20亩。如果使用透光双玻组件或者透光薄膜组件，1MW占地面积可以达到38－40亩。

在同样的地区鱼塘占地面积相对较小，靠宿迁较近盐城地区的渔光项目1MW占地面积约为17亩。除了桩基高于普通的地面电站，其他设计要素和地面电站没有差别。

渔光项目安装在水面上，对桩基有特殊的要求。一般会依据《10G409预应力混凝土管桩》图册进行设计。要求施工过程中以标高控制为准，要求底部桩端全截面进入池塘底不小于3m． 上部桩端高出设计洪水位不小于0．4m。

鱼塘越深桩基的成本越高，例如鱼塘水深3米，桩基高度至少需要6．4米。边长300mm的方形桩基含人工大约每米100元，直径300mm的空心圆桩大约70元每米。支架跟地面电站使用的没有太大差异。

根据下图所示，1MW单元需要740根左右桩基。支架部分使用Q235b钢材按照0．4元／w的市场均价计算。1MW渔光项目的桩基＋支架成本大致约84万（6米桩基）。按照连栋大棚1MW占地20亩，每平米400元计算。（含：浮法玻璃、遮阳帘、通风系统、加湿系统等）成本约532万。即使用最简易形式连栋大棚成本也在250万左右。

按照10MW的容量进行财务建模。假设不含支架与桩基其他设备的成本相同并按照6．5元／W计算；太阳能年均日照小时取1400h；系统效率相同取75％。

渔光项目支架与桩基项目成本换算为0．8元／W；农光项目支架与桩基成本换算为2．5元／W；系统运维费用100万／年；银行贷款利率6％；电价1元／kwh。

同时江苏省地区农业用地租金600－1000元／亩／年；鱼塘租金800－1200亩／年。差距约200元／亩／年，25年土地使用费用差距很小。

财务评价指标汇总表（渔光项目）

4．3 金属支架和接地网

江苏、山东、浙江等分布着大量面积不等的盐田，利用地下卤水进行“井滩晒盐”高盐分的土壤对金属有强腐蚀性。盐田场地水质对混凝土结构具有强腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋具有强腐蚀性。地下水水位以上的场地土壤对混凝土结构具有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋及具有强腐蚀性。

在支架系统的选择上应采取：预应力混凝土管桩采用抗硫酸盐硅酸盐水泥、掺入抗硫酸盐的外加剂、掺入钢筋阻锈剂、掺入矿物掺和料，表面涂刷防腐蚀涂层35mm。

常规光伏电站接地材料首选镀锌扁钢。但厂址为盐场或者强腐蚀地区时，需选择钢镀铜材料。 钢材不存在点蚀，属于缓慢的均匀腐蚀，铜在土壤中的腐蚀速度大约是钢的1／5，铜的年腐蚀率约为0．02mm／年，纯铜接地装置的寿命可达50年，钢镀铜接地装置的实际寿命可达25－30年。

结论： 渔光项目在经济上优于农光项目，但是选址复杂，应仔细选择项目。

潮湿环境是电子设备最大的不利因素，应该选择防护等级高的设备。

作者：张喆

一、光伏农业大棚特点：

1、太阳能板透光性

薄膜太阳能的透光率和光与光合作用的关系如下图所示。

因为阳光照射不仅与光合作用息息

相关，

且对果实中色素、

糖分等的影响，

因此光照时间对一些作物的成熟会有影响，光伏大

棚应该把这些影响考虑在内。现在的一些光伏大棚也会加

LED

灯增加光照时间。

光伏蔬菜大棚就是在普通蔬菜大棚的顶部安装太阳能薄膜电池板，利用太阳光能，将太阳辐射分为植物需要的光能和太阳能发电的光能，既满足了植物生长的需要，又实现了光电转换。

光伏蔬菜大棚既能发电又能种菜，一棚两用。

光伏温室大棚的优势可能有不少，但最突出的就是更节能，利用太阳能发电，而且太阳能电池板放在温室的上方，根本不用占其他土地，温室系统的供电问题就完全解决了，如果规模大还能和电网联网，把用不完的电卖掉，收入相当可观。(想了解更多关于光伏大棚信息可以去问太阳能专家广东太阳库的技术人员。)

现在主要的北方地区的大棚主要就是 一面是砖墙 向阳面是组件，其部分为薄膜。大棚形式主要看你主要是为了做光伏用的还是大棚锦上添花用的，因为北方纬度一般都比较高。不考虑大棚内的采暖和滴灌的话，按100米*10米的大棚来算的话，按高压并网综合考虑的话一个光伏大棚平摊下来的造价要200万

近日，位于山西省长治市郊区的100MW光伏农业科技大棚项目正式开工建设。该项目由潞安集团太阳能公司和中节能集团太阳能公司共同投资，分两期建设，总占地面积达5000亩，总投资约15亿元，一期建设的项目规模为50MW。

光伏应用新模式

光伏农业科技大棚是分布式光伏应用的一种新的模式。与建设集中式大型光伏地面电站相比，光伏农业科技大棚项目有诸多的优点。首先，光伏农业大棚利用的是农业大棚的棚顶，并不占用地面，也不会改变土地使用性质，因此能够节约土地资源；其次，通过在农业大棚上架设不同透光率的太阳能电池板，能满足不同作物的采光需求，可种植有机农产品、名贵苗木等各类高附加值作物，还能实现反季种植、精品种植；最后，利用棚顶发电不仅可以满足农业大棚的电力需求，还可以将剩余的电并网出售，增加收益。

与传统农业相比，光伏农业科技大棚更加重视科技要素的投入，更加注重经营管理，更加注重劳动者素质的提高，作为一种新型的农业生产经营模式，在带动区域农业科学技术推广和应用的同时，通过实现农业科技化、农业产业化，将成为区域农业增效和农民增收的支柱型产业。因此，光伏农业科技大棚不仅能够有效利用太阳能资源，产出清洁绿色能源，还能实现高效种植，为绿色农业生产提供一条新的路径。

该项目一期50MW的农业科技大棚建成以后，按照长治市年均日照资源计算，每年可发电5768万度，25年的运营期内可总共发电14.42亿度，棚内种植还可解决1000余名农村劳动力的就业问题，将取得巨大的经济效益、社会效益和环保效益。

潞安太阳能公司周水生总经理在接受采访时说：“将太阳能电池板安装于大棚上，可以有效利用屋顶太阳能资源，大棚内的照明、通风、供暖等用电问题也可通过光伏发电解决，这等于在同等面积的土地上实现了立体生产，取得光伏发电收入和农产品收入两种收益。这种分布式光伏应用的模式将是今后我国光伏应用市场的一个重要发展方向。”

据了解，该项目的投资和承建方潞安集团在光伏电站建设方面优势明显。不仅具备600MW/年太阳能光伏垂直一体化生产能力，基本构建了集“产品营销、系统集成、工程承建”一体化的光伏产业发展新模式。在2012年，潞安在云南永仁等地建成总容量超过150MW的并网光伏电站、太阳能路灯和大型商业用电多个光伏项目，此次项目将全部采用潞安太阳能公司生产的高效多晶和双玻多晶硅组件。

分布式助力农业现代化

据专业人士介绍，光伏农业大棚优势有很多，例如由于采用全框架高标准支架系统，光伏组件置于温室的上面，可以有效利用温室大棚的空间，温室大棚里的用电，比如采暖、通风、照明，可以通过光伏电站来解决，相当于在同等面积的土地上形成了立体的生产。光伏农业大棚造型非常美观壮丽，具有观光农业特性，所种植的各种作物也符合有机农业标准，观光、有机加发电收益，是未来科技农业的发展之路。与此同时，农业与光伏一体化电站，将传统农业种植与光伏发电相结合，提高光伏发电项目土地的综合利用率，实现阳光、土地资源的立体高效利用，达到了农业和发电的双向收益。

负责现场施工的潞安副总经理张爱民介绍，该项目建成后可充分利用城郊地区的区位优势，配套建设育种中心、农产品集散中心，进一步发展建设生态观光旅游园、现代农业示范教育基地，把农业活动、科技示范等融为一体，发挥产业集群效应，繁荣地区经济，建成全省全市特色农业的样板和窗口。

专家指出，我国农业大棚面积居世界第一，除小型拱棚等简易设备外，日光温室、塑料大棚面积超过200万公顷，是宝贵的光伏发电资源。而且在一些蔬菜种植重点乡镇，农业大棚往往连接成片，具备分布式发电和并网的条件。

对于光伏农业的发展前景，NPD Solarbuzz分析师韩启明预测：“中国的农业光伏市场曾经被下游光伏供应商及安装商忽视。但在我国国内光伏应用市场快速发展的今天，农业光伏则是众多应用中最具前景的一种。在农业光伏项目中，最普遍的类型就是光伏大棚。”

但是，我国农业光伏的未来发展之路仍然任重道远。在近日举行的“2013中国光伏电站研讨会”上，曾有业内专家指出，我国目前大多数地方仍然是精耕细作的小农经济经营模式，大多数农业生产还停留在粗犷的低级阶段，未来分布式光伏应用在农业生产上，还要解决好成本过高、入网难等诸多问题。