作為一種新興的農業(yè)形式，光伏農業(yè)將太陽能發(fā)電與農業(yè)的種植、養(yǎng)殖、灌溉、病蟲害防治等相結合，集低碳、節(jié)能、環(huán)保、觀光旅游于一身，為現代農業(yè)指明了一條綠色發(fā)展道路。
我國的光伏農業(yè)在2014年呈現出爆發(fā)式增長。2009 年，我國光伏農業(yè)電站裝機容量不到1MW，2014 年則達到1182MW。到2014年3月，中國的光伏農業(yè)大棚、漁光互補的水產養(yǎng)殖、光伏畜禽養(yǎng)殖大棚等項目已達400多個。從長遠來看，發(fā)展光伏農業(yè)對于我國的農業(yè)轉型具有重要意義。
什么是光伏農業(yè)？
廣義上講，光伏農業(yè)就是將太陽能發(fā)電廣泛應用到現代農業(yè)種植、養(yǎng)殖、灌溉、病蟲害防治，以及農業(yè)機械動力等領域的一種新型農業(yè)。它以薄膜太陽能設施農業(yè)一體化并網發(fā)電站為核心，集薄膜太陽能發(fā)電，農業(yè)光電子工程應用推廣，現代農業(yè)種植和養(yǎng)殖、加工和綜合利用，農業(yè)種植和養(yǎng)殖技術交流推廣，人才培訓、觀光農業(yè)、農產品物流等功能于一體。光伏農業(yè)將太陽能發(fā)電、現代農業(yè)種植和養(yǎng)殖、高效設施農業(yè)相結合，可以說，光伏農業(yè)是一場實現農場變工廠、田間變車間的生產方式變革。
這種現代的產業(yè)發(fā)展新模式，近年來得到了國家政策的大力支持。2012年，工業(yè)和信息化部制定《太陽能光伏產業(yè)十二五發(fā)展規(guī)劃》將太陽能農業(yè)大棚的模式劃定為 BIPV（光伏建筑一體化）示范項目，享受國家補貼。2014年9月，國家能源局下發(fā)《關于進一步落實分布式光伏發(fā)電有關政策的通知》，直接把光伏農業(yè)的建設提上日程，將與農業(yè)結合的光伏應用納入分布式規(guī)模范圍，且項目不再受 6 兆瓦、10 千伏分布式指標限制。35 千瓦—66 千瓦、規(guī)模達 20 兆瓦的農業(yè)光伏項目均可納入，同時一并享受與地面電站一樣的 1 元千瓦時的上網電價補貼。2015 年，國家又增強力度，大大增加入網指標，并逐步放寬很多限制。去年中央一號文件指出，因地制宜采取電網延伸和光伏、風電、小水電等供電方式，2015 年解決無電人口用電問題。根據研究機構 Frost & Sullivan的預測，到 2018 年，中國農業(yè)光伏電站年裝機容量將達到 3260MW，累計裝機容量將達到12416MW。
光伏產品在農業(yè)中的應用
光伏農業(yè)大棚
將太陽能光伏發(fā)電系統、光熱系統及新型納米仿生態(tài)轉光膜技術綜合嫁接到傳統溫室大棚。比如，采用轉光膜技術，可根據不同植物生長對不同波長光吸收的需求，對透過轉光膜的太陽光進行波長轉換，以便農作物更容易吸收，提高光合作用的效率。
太陽能光伏養(yǎng)殖場
將現代清潔能源工程與傳統養(yǎng)殖事業(yè)相結合，在養(yǎng)殖場屋頂建設光伏電站，用以改造和提升傳統畜牧養(yǎng)殖業(yè)并提供綠色能源的一種全新嘗試，同時其推廣和普及也能在提升新能源利用水平方面起到積極作用。
新型農村太陽能發(fā)電站
以村為單位分享光伏發(fā)電系統的創(chuàng)新型商業(yè)嘗試，在每一個村莊建設一個光伏電站，服務三農。
太陽能污水凈化系統
此系統在將太陽能轉化成熱能、電能后再有效地運用于污水處理工藝中，在這個過程中，基本沒有二次污染和能耗轉移。
農用太陽能小產品
如太陽能手電筒、太陽能馬燈、太陽能充電器、太陽能殺蟲燈等。
光伏農業(yè)的標準制定
透光率
光伏農業(yè)的前提是農業(yè)不受影響，或者基本不受影響，因此需要保證植物生長所需要的光照量。目前光伏農業(yè)主要有兩種方案，一種是農業(yè)大棚屋頂采用“馬賽克”或者條狀的晶硅光伏板，一種是農業(yè)大棚屋頂采用薄膜型光伏板。無論是哪種光伏農業(yè)方案，透光率都是光伏農業(yè)標準的首要內容。科學的標準應該分別規(guī)定紅光與藍光的最低透光率。光伏農業(yè)是一個新興領域，到目前為止雖然通過一批示范工程，已經積累了許多“喜陰作物”的生產經驗，但仍然缺乏定量的科學數據。簡單地說“喜陰作物”是一個不太科學的描述，制定標準必須有定量數據。確定透光率（分光比）標準，實際上還需要與各種“喜陰作物”的光照需求量掛鉤。
光照均勻性
目前采用間歇式光伏板的農業(yè)大棚普遍存在光照不均勻的問題，這樣的光照對于農作物產量顯然是影響的。實際上，改善目前光伏大棚光照均勻性并不困難，有三個技術措施可以采用：一是將棚頂透光處玻璃改為“毛”玻璃，利用玻璃表面粗糙特性產生漫散射光；二是適當增加大棚高度；三是減小間歇周期，將光伏板尺寸減小，但占空比不變。雖然這三個措施都會增加一定成本，但嚴格要求光伏農業(yè)大棚滿足一定的光照均勻性對于光伏農業(yè)今后長期健康發(fā)展十分必要。
單位土地發(fā)電量
與傳統的光伏行業(yè)不同，光伏農業(yè)需要在保證一定種植所需要的透光的前提下盡可能多發(fā)電，因此不能單純提光電轉換效率或者單位面積發(fā)電量。因此，建議扣除為植物照明的透光率以后，再來計算單位面積光電轉換效率以及單位面積發(fā)電量。當然單位面積發(fā)電量仍然應該有一個下限來足以推動光伏農業(yè)健康發(fā)展。現在主流光伏行業(yè)已經制定了多晶硅光伏板光電轉換效率必須大于17.5%，單晶硅光伏板轉換效率必須大于18.5%這樣的準入門欄，并嚴格定義了光電轉換效率的測試方法。這些都是光伏農業(yè)制定標準可以借鑒的方法，當然光伏農業(yè)是一個新型產業(yè)，制定標準時也應該考慮技術發(fā)展成熟度，開始適當放寬要求，同時鼓勵技術進步，鼓勵大企業(yè)、成熟企業(yè)參與，鼓勵產學研協同創(chuàng)新。
案例應用
河南省內黃縣光伏農業(yè)產業(yè)園
內黃縣是河南省的傳統農業(yè)大縣，為緩解農業(yè)發(fā)展與電力需求的矛盾，當地將光伏電站與高效設施農業(yè)項目相結合，建立了100兆瓦綜合型光伏農業(yè)產業(yè)園，在種植或養(yǎng)殖大棚的棚頂裝置太陽能板進行光伏發(fā)電，棚內種養(yǎng)，實現農業(yè)生產和光伏發(fā)電的雙重效益。該產業(yè)園于2015年4月30日在內黃縣馬上鄉(xiāng)并網發(fā)電，占地3000畝，截至目前，園區(qū)的發(fā)電總量已經超過1.2億度。
● 土地經濟效益“翻數番”
這種方式不但有效集約利用了土地資源，光伏發(fā)電板支架還可直接用作大棚骨架，大大節(jié)約了大棚建設的費用。該產業(yè)園建有光伏農業(yè)大棚774棟，棚頂安裝光伏電池組件，裝機總容量100兆瓦，日平均發(fā)電50萬度，最高可達78萬度，年平均發(fā)電1.1億度。除去棚下的農業(yè)項目，單園區(qū)售電年收入就達1億多元，利潤將近4000萬元，相比之前，經濟效益翻了60多倍。
● 土地利用方式“單變雙”
上面發(fā)電，下面種養(yǎng)，一地兩用，生產效益“單變雙”。
園區(qū)建設了東北林蛙和湖羊養(yǎng)殖大棚。僅2016年，這里就有近1500萬只林蛙“安家落戶”，園區(qū)內還將建設200多座林蛙養(yǎng)殖大棚；湖羊的存欄量已經達到了1500多只，而河南省的另一家公司也正計劃依托光伏羊舍建設存欄30萬只的烏珠穆沁羊養(yǎng)殖基地。
與養(yǎng)殖大棚不同，園區(qū)內果樹和時令蔬菜大棚都采用單坡結構，后半坡光伏發(fā)電，前半坡采用塑料薄膜滿足果蔬光合作用所需的光線，實現發(fā)電種植兩不誤。今年下半年，這里還計劃建設飼料生產車間、肥料加工車間和一個占地100余畝的園林式溫泉度假中心。
這種光伏發(fā)電與現代農業(yè)的綜合開發(fā)利用模式，不僅增加了土地產出效益，還帶動了縣里高效農業(yè)的規(guī)模化發(fā)展，同時為其他地區(qū)光伏農業(yè)的發(fā)展作出了良好的示范效果。
中國鄉(xiāng)村發(fā)現網轉自：中農富通
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