淺析太陽能光伏發電與農業大棚種植的結合

高紅敏

（東明縣劉樓鎮人民政府，山東菏澤 274500）

淺析太陽能光伏發電與農業大棚種植的結合

高紅敏

（東明縣劉樓鎮人民政府，山東菏澤 274500）

光伏發電農業大棚是當前農業發展的新方向，其不僅結合了太陽能光伏發電的優勢，為農業生產和農民生活提供清潔的電力能源，還能促進農業大棚的現代化發展。文章首先分析了太陽能光伏發電與農業大棚種植的結合優勢，并闡述了幾種光伏農業大棚，最后提出了當前光伏農業大棚的發展困境，以期為光伏農業大棚的發展提供方向性參考。

太陽能 光伏發電 農業大棚種植

1 太陽能光伏發電與農業大棚種植的結合優勢

太陽能光伏發電與農業大棚種植的結合，是一種新的光伏應用形式，其與農業大棚的結合有著諸多的優點。光伏是一種將太陽輻射轉化成電能的新型發電系統，也是目前政府扶持的綠色能源產業。太陽能光伏農業大棚，其棚頂一般采用太陽能電池板替代以往的薄膜棚頂。這樣太陽能光伏農業大棚就能利用其棚頂進行相應的發電操作。太陽能電池板會產生直流電儲存到匯流盒中，再將電能傳輸到逆變器，轉變成為交流電進行日常的應用。其優勢主要體現在以下幾個方面。

1.1 緩解人地矛盾，提高土地利用效能

光伏農業大棚的發電部分主要來自農業大棚棚頂的光伏電池板，因此并不會占用到下面的農用土地，也不會對土地的使用性質造成改變，這一措施不僅能夠節約土地資源，還能夠通過光伏發電創造綠色能源，實現土地利用效率的提高。此外，太陽能光伏發電與農業大棚種植的結合，還能給區域提供綠色電能，對發展現代農業項目具有積極作用，為現代農業項目提供良好的能源優勢，有利于提高當地農民的經濟收入。

1.2 可創造出適宜不同農作物的生長環境

由于不同透光度的電池板，其陽光會形成一定的透射作用，因此，通過對農業大棚上太陽能電池板的鋪設調節，就能對農業大棚下面的光照環境產生不同的影響。根據該特征，種植人員能通過大棚下的農作物采光需求，進行適當調節，以滿足農作物的生長要求。同時由于農業大棚中的溫度、濕度的可調性，結合光照的可調性，就能種植各種高附加值農作物，實現精品化種植和反季節種植的目標。

1.3 利用太陽能發電，帶來格外的創收效果

在光伏農業大棚的應用中，棚頂的發電不僅可以滿足大棚本身在溫度、濕度控制及灌溉中的電力需求，還能通過連入電網實現農業家庭的用電需求，之后仍然無法消耗的電能，還可以通過電網出售給國家電力部門，獲得額外的創收。

1.4 有利于提高農業大棚的農產品產量

太陽能光伏發電與農業大棚種植的結合，能有效實現農業現代化，提高農產品產量。光伏農業大棚種植過程中，由于棚頂安裝了太陽能光伏發電系統，其所產生的電能，能用于連接棚內的溫控設備、照明設備以及灌溉設備，通過這些現代化的設備能對大棚內光照條件、溫度條件和濕度條件進行合理調整，棚內的太陽燈能模擬陽光環境，促進農作物的光合作用。結合棚內的溫度和濕度調節，就能有效地縮短農作物的出產周期，從普通大棚的1年兩熟過渡到一年三熟，甚至一年四熟，有效地提高了農作物的年產量。

2 太陽能光伏發電與農業大棚種植結合的類型

光伏農業大棚的實施，需要使用太陽能電池組件作為棚頂的主要材料進行覆蓋作業。之后農業大棚的棚頂電池組件就能為整個大棚提供溫度控制、光照控制和灌溉控制的必備能源。在整個太陽能棚頂的建設過程中，太陽能電池是一種基于光伏效應的光電元件，它能將太陽輻射轉變為直流電，這些直流電通過導線匯集于匯流盒之中。然后通過逆變器轉換成交流電，輸送到各個需要用電的控制系統之中。當前的光伏農業大棚一共有3種類型。

2.1 陽光房式光伏大棚

在此大棚南側，其發電組件和專用附框與鋼骨架進行柔性連接，而在北側則采用普通夾膠玻璃置于屋頂部位，其南北側里面應用鋼化大板玻璃。從而形成一個陽光房式光伏大棚。此類大棚的建設成本高昂，但其裝機量也更大，能添加許多輔助設備，是一種智能型農業大棚，便于生態農業一體化的發展。

2.2 簡易式光伏薄膜組件大棚

這種大棚其頂棚一般采用隱框單坡采光頂結構，整個大棚為鋼結構，以鋼桁架和前后鋼結構立柱為基礎，搭配鋼筋混凝土四面結構，運用主次檁條方格的布置。這樣的光伏薄膜組件大棚主要運用頂棚進行采光發電與運作，因此，建設成本和裝機量適中，屬于經濟實用型的光伏農業大棚。

2.3 塑料大棚外加裝太陽能組件的大棚

這樣的光伏太陽能大棚裝機量很小，一般采用普通塑料薄膜作為頂棚，運用普通鋁合金支架組件進行支撐，輔以太陽能組件的加裝，就能有一定的發電效果。這種大棚結構十分簡單，且建設成本低。但是也因此裝機量小，基本無法裝配智能設備，因此無法對棚內的溫度、濕度和光照進行調節，只能進行單純的發電操作。

3 太陽能光伏發電與農業大棚種植結合的困境分析

雖然太陽能光伏發電與農業大棚種植結合具有很多優勢，但在目前條件下，要推廣這種大棚種植方式，還面臨許多困境。（1）太陽能光伏發電與農業大棚種植結合的技術不成熟，建設成本高。目前的太陽能光伏農業大棚，需要大量的資金和技術投入，且需要智能化的設備，其造價昂貴，給其推廣帶來了很多問題。（2）相關配套設施建設及運用保障體系建設不到位。多數農民對光伏農業大棚缺乏相應的維護及保養知識，而市場也沒有形成穩定有效的運營保障服務體系，這些都不利于光伏農業大棚的推廣及可持續性利用。此外，部分建成的光伏太陽能農業大棚的示范性作用大于實際運用，不利于與農業產業的結合，影響了其大面積的推廣和應用。

4 結語

光伏太陽能農業大棚是今后農業產業化發展的大方向，也是現代農業發展的要求。其開發利用不僅有利于提高土地利用效率，提升農業產量，還能通過光伏發電為農業的現代化可持續發展提供清潔的電力資源。但目前其發展與推廣也面臨著諸多問題，需要通過不斷技術努力與示范推廣，強化光伏太陽能與農業產業的深度結合，促進光伏農業大棚推廣與應用效果的提升。

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