一文讀懂農業光伏溫室

日期：2022-12-07?

目前，光伏與溫室相結合比較多的溫室類型為日光性光伏溫室和連棟光伏溫室。日光性溫室為單體溫室，操作空間小，種植作物單一，不利于農作物立體化種植。連棟光伏溫室可以布局多種光伏電池板排列，合理的布局，適合大部分農作物的種植。

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農業光伏溫室的介紹

光伏產業作為一個全球新能源發展的一個重要方向，各國都在將光伏應用于各個行業。在現代農業光伏能源需求越來越大的情況下，產生了一種光伏與溫室結合的現代農業新技術，一種高效節能型的光伏溫室。光伏溫室依托于太陽能發電技術，通過在溫室頂棚鋪設太陽能發電裝置，吸收和利用太陽能，為農作物的生長提供不同的光照、溫度，滿足農作物的生長要求。一方面，將光伏發電系統直接應用于農作物的生長實現低成本的溫室運營；另一方面，利用透過的光線，為農作物的生長提供所需的光照，既保證了農作物的生長，又實現了最低成本的溫室運營，降低了溫室的運營成本。

光伏溫室作為一種新型的溫室設施類型，利用太陽能等可再生資源，改變溫室的運作規律，節約運營成本，提高農作物的生產效率，增加農民的實際收入，成為現代農業發展的新方向。國家為了保證對新能源的利用，出臺多項政策給予光伏產業大力支持。2014 年 10 月國家能源局、國務院扶貧開發小組辦公室聯合印發《關于實施光伏扶貧工程工作方案》，計劃利用 6 年時間組織實施光伏扶貧工程，同時明確了 7 項具體的工作任務，并規定了每項任務的具體完成時間，指明了我國在今后一個時期內光伏工作的發展方向。2015 年 3 月國家能源局新能源司又下發了《關于轉發光伏扶貧試點實施方案編制大綱的函》，為地方發展光伏扶貧政策制定了參考依據。在不到一年的時間內國家連續出臺兩項政策扶持我國光伏產業的發展，這對光伏溫室產業的發展是一個極大的利好。農業作為光伏產業應用的重點領域，理應抓住這次政策優惠，借鑒國內外光伏先進技術的基礎上，結合本土光伏溫室產業的特點，大力發展農業光伏溫室產業，推進我國光伏溫室自動化與智能化的應用，打造我國的智能光伏溫室。

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農業光伏溫室的分類

溫室大棚在我國發展具有悠久的歷史，在發展的過程中出現了多種類型的溫室。隨著光伏應用于溫室大棚的技術不斷提高，我國的光伏溫室在國家的大力支持下，借鑒日本、伊朗等國外先進的光伏溫室經驗，在自主研發的基礎上，全國各地依據當地特色建立了多類型的光伏溫室，主要分為以下幾類：

1、依據結構分為日光型光伏溫室和連棟型光伏溫室。日光型光伏溫室多采用一面為采光面，一面為保溫面設計（含有保溫蓄熱墻體），可以根據采光和用電需求設置光伏電板的放置，光伏電板放在采光面，則溫室屬于全遮光型；放置在保溫面則為半遮光型。連棟型光伏溫室，主體結構采用鋁合金和鍍鋅鋼材為主，透明的墻體材料以薄膜、太陽板或玻璃為主，建造外形為拱圓形和屋脊型為主，其建造面積相當于多個獨棟溫室的結合，溫室內具有多種智能管理系統，如：二氧化碳調節系統、通風系統、智能控溫系統、病蟲害防治系統、灌溉系統等智能系統，為這種大面積溫室提供智能管理，正是基于這種智能管理系統使連棟溫室具有投入大、效益大、產量高的的特點，相對于單體溫室它還擁有更大的溫室面積和光照面積，在我國具有廣大的溫室面積，依靠其自身的優勢，光伏溫室在我國農業溫室應用中廣受農民歡迎。

2、依據農業生產的類型分為冬暖式反季節光伏溫室和弱光型光伏互補溫室。冬暖式反季節光伏溫室主要種植反季節作物，溫室棚體與傳統農業大棚光伏養殖溫室和大棚一樣，后面墻體主要用土墻砌成，冬季保溫性更強，在屋頂安裝太陽能光伏組件和透明玻璃，溫室結構材料為鋼材。以山東壽光反季節光伏溫室為例，為了提高冬季溫室的光照與熱量，在反季節光伏溫室屋頂安裝三排長達 100m、寬達 10m 的在太陽能組件，使溫室的透光率高達 80%，發電量每年可達 90000kWh 假設投資冬季反季節光伏溫室 80 萬元，那么每年溫室產生的電力收入為 10 萬元，農業純收入將有 8 萬元。弱光型光伏溫室主要種植食用菌類，作物對光照要求低，透光率低，因此溫室頂部全部安裝太陽能電池組件，用太陽能電池板代替傳統的塑料薄膜，一個弱光型光伏溫室的光伏裝機容量為 200kW，每年可發電 240000kWh，假設弱光型光伏溫室投資 180 萬元，每年的發電收入可達 28 萬元，農業純收入可達 10 萬元。互補光伏溫室是在魚塘或者河上安裝光伏發電系統進行漁業養殖，在水面打樁做支撐建造，太陽能電池板用作發電，兩不相誤。

3、按照光板鋪設方式可以分為全鋪式、半鋪式和間鋪式溫室。全鋪式光伏溫室適用于厭光型農作物，如食用菌類。通過在溫室頂部兩側全部覆蓋上光伏電池板，將光伏板發電量達到最大，溫室內部采光依靠照明設備。半鋪式光伏溫室則是在溫室的頂棚一側覆蓋光伏電池板（光照強的一側），留出另一側作為溫室采光使用，大部分光照用于發電，溫室內的光照不強，因此適用于對光照要求不高的植物。間鋪式溫室是將光伏板的布局空隙拉大，溫室內的光照較強，但發電量較小，可以適用于大多數農作物。

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農業光伏溫室的特點

1、經濟效益與社會效益相結合

光伏溫室降低了溫室運營的經濟成本，也產生了一定的環境效益，對未來的經濟發展和環境保護帶來了強大的技術支持。光伏溫室的建設可以與地方電力公司合作，由電力公司提供光伏板和光伏的搭建，土地的使用費用由雙方共同支付，光伏溫室生產出來的電直接輸送給電力公司。這樣可使溫室的造價每平方米減少 40%~50%，大大減少了溫室的建設投入。光伏發電也可用于溫室內的能源供給，利用光伏發電提供綠色能源，減少有污染的能源消耗，達到光伏使用的經濟效益與社會效益最大化。

2、高科技化和智能化

隨著科學技術的提高，智能終端系統廣泛應用于光伏溫室，在光伏溫室的建造和管理上也更趨于現代化，現代化體系表現在高科技化和智能微網化上，高科技化是通過計算機遠程控制，建立高精智能大棚，使光伏發電更加穩定，提升了連棟光伏溫室的科技含量，使現代農業的發展更加高效和綠色，為未來的農業科技密集型產業形成提供良好的發展契機。智能微網化是區別傳統大電網，由多個分布式電源、負載、儲能裝置、能量轉換裝置、保護裝置和管理控制系統構成的獨立運行系統，能夠實現自我控制、保護和管理，既可以與外部電網并網運行，也可以獨立運行，在某些缺電少電的連棟光伏溫室地區，智能微網化能夠有效解決這些地區的電力供應問題，形成有能源支持的農業高端系統環境。

3、建造要求高

光伏溫室的建設首先需要考慮到溫室的主要功能是以發電為主還是以種植作物為主，然后在依據溫室的功能定位進行相應的設計，定位不同要求也不同。在溫室設計時需要考慮到溫室的跨度、覆蓋材料、屋面的形狀、組件及材料等。如溫室的跨度直接影響到光截面，跨度越大，所獲光能越多，但成本就會增加；跨度越小，光照不足，光伏電板覆蓋不夠，影響溫室作物生長。因此跨度的長短的精準選擇對于光伏溫室是非常重要的，同樣光伏溫室對于別的每個因素都提出了很高的要求。

（來源 | 天津大邱莊實體工廠）

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