光伏農場：種植和發電兩不誤

劉文

光伏農場：種植和發電兩不誤

劉文

光伏農場是將光伏發電與現代農業結合起來的一項新技術，在日本、德國、意大利等國都有一定規模的應用。日前，中國科學技術大學先進技術研究院研發了一項新技術“農作物智能光照技術”，它能夠分離植物萌芽、生長、開花、結果和育種所需的約 10%的可見光，同時將剩余80%以上的光通過槽形發光器進行反射，集中到一塊標準的太陽能電池板上，用于發電。

“光伏農業”項目從產業化角度看仍處于早期。它的基本原理是：每種植物的最佳生長都只需要吸收特定范圍的光譜，可以測量出不同植物吸收的光譜，然后根據光譜數值設計光譜比，利用獨特的薄膜技術分離太陽光譜，讓每種植物類群能夠精確吸收其生長所需的光譜。比如西紅柿的生長需要吸收的紅光要大于藍光，比例約為9︰1。

目前中國科技大學已經建設完成了一個實際示范及實驗系統，完成了經過人工選擇陽光條件下和普通光照條件下3種農作物（黃瓜、竹葉菜、生菜）生長情況的對比實驗，植物主要生理參數（可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、根活躍吸收面積）測試結果表明：在 3—5月份光照充足的春季使用濾光膜對農作物生長有好處，可以幫助實現作物增收、改善作物品質等。值得一提的是，實驗中農作物不僅接受透過多層干涉濾光膜的紅藍光，還有全光譜的漫散射太陽光（約占15%光能）。

這項技術能實現的不僅僅是為植物生長分離和提供所需的光照，還能將剩余80%以上的光用于發電。

現有光伏農場及光伏植物大棚都沒有很好解決農作物光照需要與發電的矛盾。從這一點上來說，農作物智能光照技術則是一種可以實現種植與光伏發電“兩不誤”的創新方案。與過去國內外光伏農業系統相比，該系統由簡單的幾何分光或者強度分光升級到光譜分光，在實現光伏發電的同時，還優化了植物生長光照條件，可以使太陽能的利用“最大化”。從實際示范及實驗系統的效果來看，在 5月中旬晴朗天氣條件下，中午時間單位面積發電能力已經達到87 W/m2，水蒸發減少了40%。“種地+發電”可能成為廣大農戶成倍提高收入的一個新生產模式。

目前，這一系統在國內仍處于前期示范階段，中等規模量產還需要具體實踐。從示范工程來看，采用這種智能光伏系統發電，每瓦成本約9.8元。相比之下，傳統光伏和光伏農業系統發電每瓦成本分別為6.5元和8元。?

【作者單位：中國科學技術大學先進技術研究院】

（摘自《光明日報》2016-11-18第10版）