目前，光伏與溫室相結(jié)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(nóng)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(nóng)作物的種植。
農(nóng)業(yè)光伏溫室的介紹
光伏產(chǎn)業(yè)作為一個(gè)全球新能源發(fā)展的一個(gè)重要方向，各國(guó)都在將光伏應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)光伏能源需求越來(lái)越大的情況下，產(chǎn)生了一種光伏與溫室結(jié)合的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新技術(shù)，一種高效節(jié)能型的光伏溫室。光伏溫室依托于太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)，通過(guò)在溫室頂棚鋪設(shè)太陽(yáng)能發(fā)電裝置，吸收和利用太陽(yáng)能，為農(nóng)作物的生長(zhǎng)提供不同的光照、溫度，滿足農(nóng)作物的生長(zhǎng)要求。一方面，將光伏發(fā)電系統(tǒng)直接應(yīng)用于農(nóng)作物的生長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)低成本的溫室運(yùn)營(yíng)；另一方面，利用透過(guò)的光線，為農(nóng)作物的生長(zhǎng)提供所需的光照，既保證了農(nóng)作物的生長(zhǎng)，又實(shí)現(xiàn)了最低成本的溫室運(yùn)營(yíng)，降低了溫室的運(yùn)營(yíng)成本。
光伏溫室作為一種新型的溫室設(shè)施類型，利用太陽(yáng)能等可再生資源，改變溫室的運(yùn)作規(guī)律，節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本，提高農(nóng)作物的生產(chǎn)效率，增加農(nóng)民的實(shí)際收入，成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的新方向。國(guó)家為了保證對(duì)新能源的利用，出臺(tái)多項(xiàng)政策給予光伏產(chǎn)業(yè)大力支持。2014 年 10 月國(guó)家能源局、國(guó)務(wù)院扶貧開(kāi)發(fā)小組辦公室聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于實(shí)施光伏扶貧工程工作方案》，計(jì)劃利用 6 年時(shí)間組織實(shí)施光伏扶貧工程，同時(shí)明確了 7 項(xiàng)具體的工作任務(wù)，并規(guī)定了每項(xiàng)任務(wù)的具體完成時(shí)間，指明了我國(guó)在今后一個(gè)時(shí)期內(nèi)光伏工作的發(fā)展方向。2015 年 3 月國(guó)家能源局新能源司又下發(fā)了《關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)光伏扶貧試點(diǎn)實(shí)施方案編制大綱的函》，為地方發(fā)展光伏扶貧政策制定了參考依據(jù)。在不到一年的時(shí)間內(nèi)國(guó)家連續(xù)出臺(tái)兩項(xiàng)政策扶持我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這對(duì)光伏溫室產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是一個(gè)極大的利好。農(nóng)業(yè)作為光伏產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域，理應(yīng)抓住這次政策優(yōu)惠，借鑒國(guó)內(nèi)外光伏先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合本土光伏溫室產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)，大力發(fā)展農(nóng)業(yè)光伏溫室產(chǎn)業(yè)，推進(jìn)我國(guó)光伏溫室自動(dòng)化與智能化的應(yīng)用，打造我國(guó)的智能光伏溫室。
農(nóng)業(yè)光伏溫室的分類
溫室大棚在我國(guó)發(fā)展具有悠久的歷史，在發(fā)展的過(guò)程中出現(xiàn)了多種類型的溫室。隨著光伏應(yīng)用于溫室大棚的技術(shù)不斷提高，我國(guó)的光伏溫室在國(guó)家的大力支持下，借鑒日本、伊朗等國(guó)外先進(jìn)的光伏溫室經(jīng)驗(yàn)，在自主研發(fā)的基礎(chǔ)上，全國(guó)各地依據(jù)當(dāng)?shù)靥厣⒘硕囝愋偷墓夥鼫厥?，主要分為以下幾類?/span>
1、依據(jù)結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)（含有保溫蓄熱墻體），可以根據(jù)采光和用電需求設(shè)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(jié)構(gòu)采用鋁合金和鍍鋅鋼材為主，透明的墻體材料以薄膜、太陽(yáng)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(dāng)于多個(gè)獨(dú)棟溫室的結(jié)合，溫室內(nèi)具有多種智能管理系統(tǒng)，如：二氧化碳調(diào)節(jié)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、智能控溫系統(tǒng)、病蟲(chóng)害防治系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)等智能系統(tǒng)，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(tǒng)使連棟溫室具有投入大、效益大、產(chǎn)量高的的特點(diǎn)，相對(duì)于單體溫室它還擁有更大的溫室面積和光照面積，在我國(guó)具有廣大的溫室面積，依靠其自身的優(yōu)勢(shì)，光伏溫室在我國(guó)農(nóng)業(yè)溫室應(yīng)用中廣受農(nóng)民歡迎。
2、依據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的類型分為冬暖式反季節(jié)光伏溫室和弱光型光伏互補(bǔ)溫室。冬暖式反季節(jié)光伏溫室主要種植反季節(jié)作物，溫室棚體與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大棚光伏養(yǎng)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(qiáng)，在屋頂安裝太陽(yáng)能光伏組件和透明玻璃，溫室結(jié)構(gòu)材料為鋼材。以山東壽光反季節(jié)光伏溫室為例，為了提高冬季溫室的光照與熱量，在反季節(jié)光伏溫室屋頂安裝三排長(zhǎng)達(dá) 100m、寬達(dá) 10m 的在太陽(yáng)能組件，使溫室的透光率高達(dá) 80%，發(fā)電量每年可達(dá) 90000kWh 假設(shè)投資冬季反季節(jié)光伏溫室 80 萬(wàn)元，那么每年溫室產(chǎn)生的電力收入為 10 萬(wàn)元，農(nóng)業(yè)純收入將有 8 萬(wàn)元。弱光型光伏溫室主要種植食用菌類，作物對(duì)光照要求低，透光率低，因此溫室頂部全部安裝太陽(yáng)能電池組件，用太陽(yáng)能電池板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的塑料薄膜，一個(gè)弱光型光伏溫室的光伏裝機(jī)容量為 200kW，每年可發(fā)電 240000kWh，假設(shè)弱光型光伏溫室投資 180 萬(wàn)元，每年的發(fā)電收入可達(dá) 28 萬(wàn)元，農(nóng)業(yè)純收入可達(dá) 10 萬(wàn)元。互補(bǔ)光伏溫室是在魚(yú)塘或者河上安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行漁業(yè)養(yǎng)殖，在水面打樁做支撐建造，太陽(yáng)能電池板用作發(fā)電，兩不相誤。
3、按照光板鋪設(shè)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(nóng)作物，如食用菌類。通過(guò)在溫室頂部?jī)蓚?cè)全部覆蓋上光伏電池板，將光伏板發(fā)電量達(dá)到最大，溫室內(nèi)部采光依靠照明設(shè)備。半鋪式光伏溫室則是在溫室的頂棚一側(cè)覆蓋光伏電池板（光照強(qiáng)的一側(cè)），留出另一側(cè)作為溫室采光使用，大部分光照用于發(fā)電，溫室內(nèi)的光照不強(qiáng)，因此適用于對(duì)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(nèi)的光照較強(qiáng)，但發(fā)電量較小，可以適用于大多數(shù)農(nóng)作物。
農(nóng)業(yè)光伏溫室的特點(diǎn)
1、經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益相結(jié)合
光伏溫室降低了溫室運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)成本，也產(chǎn)生了一定的環(huán)境效益，對(duì)未來(lái)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)帶來(lái)了強(qiáng)大的技術(shù)支持。光伏溫室的建設(shè)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(fèi)用由雙方共同支付，光伏溫室生產(chǎn)出來(lái)的電直接輸送給電力公司。這樣可使溫室的造價(jià)每平方米減少 40%~50%，大大減少了溫室的建設(shè)投入。光伏發(fā)電也可用于溫室內(nèi)的能源供給，利用光伏發(fā)電提供綠色能源，減少有污染的能源消耗，達(dá)到光伏使用的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益最大化。
隨著科學(xué)技術(shù)的提高，智能終端系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于光伏溫室，在光伏溫室的建造和管理上也更趨于現(xiàn)代化，現(xiàn)代化體系表現(xiàn)在高科技化和智能微網(wǎng)化上，高科技化是通過(guò)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制，建立高精智能大棚，使光伏發(fā)電更加穩(wěn)定，提升了連棟光伏溫室的科技含量，使現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展更加高效和綠色，為未來(lái)的農(nóng)業(yè)科技密集型產(chǎn)業(yè)形成提供良好的發(fā)展契機(jī)。智能微網(wǎng)化是區(qū)別傳統(tǒng)大電網(wǎng)，由多個(gè)分布式電源、負(fù)載、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、保護(hù)裝置和管理控制系統(tǒng)構(gòu)成的獨(dú)立運(yùn)行系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以獨(dú)立運(yùn)行，在某些缺電少電的連棟光伏溫室地區(qū)，智能微網(wǎng)化能夠有效解決這些地區(qū)的電力供應(yīng)問(wèn)題，形成有能源支持的農(nóng)業(yè)高端系統(tǒng)環(huán)境。
光伏溫室的建設(shè)首先需要考慮到溫室的主要功能是以發(fā)電為主還是以種植作物為主，然后在依據(jù)溫室的功能定位進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，定位不同要求也不同。在溫室設(shè)計(jì)時(shí)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(huì)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(zhǎng)。因此跨度的長(zhǎng)短的精準(zhǔn)選擇對(duì)于光伏溫室是非常重要的，同樣光伏溫室對(duì)于別的每個(gè)因素都提出了很高的要求。
（來(lái)源 | 天津大邱莊實(shí)體工廠）
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