廣西農業大棚種植中光伏發電應用研究

摘要：指出了隨著我國經濟發展水平的提升，人民對生活中的衣食住行各方面的要求也越來越高。為了滿足人民在不同時節對食物的多樣化需求，光伏農業大棚技術得到了可持續發展和應用。介紹了國內外光伏發電技術在農業大棚種植中的應用情況，結合廣西實際，探討了光伏發電在廣西農業大棚種植中應用的可行性和叢要性，分析了光伏發電在廣西農業大棚種植中應用類型，提出了光伏發電應用是促進廣西農業邁進“低碳十高效十綠色十循環”的新道路，可有效助力廣西打贏脫貧攻堅戰。

關鍵詞：光伏溫室;現代農業;產業扶貧;綠色發展

中圖分類號：TM615

文獻標識碼：A

文章編號：16 74-9944（ 2019） 24-0185-02

l 引言

當前，脫貧攻堅形勢依然嚴峻，必須倒排工期，落實精準扶貧精準脫貧方略。針對致貧原因分類施策，對貧中之貧、困中之困，要采取超常規措施，加快老區建設和發展[1]。廣西屬于西部貧困地區，應積極響應黨和國家的各項政策措施，按照時間節點順利完成脫貧攻堅任務，將光伏發電應用在自治區農業大棚種植領域是一條可行且綠色發展道路。

2 廣西農業大棚種植應用光伏發電的必要性

2.1 綠水青山就是金山銀山

廣西生態優勢明顯，要堅持把節約優先、保護優先、自然恢復作為基本方針，把人與自然和諧相處作為基本目標，使八桂大地青山常在、清水長流、空氣常新，讓良好生態環境成為人民生活質量的增長點、成為展現美麗形象的發力點。

廣西作為革命老區，是貧困地區，也是邊境地區、民族地區，堅持以“生態農業、綠色農業”發展理念，一是將光伏發電應用在廣西農業大棚種植中，大棚中需要用電的部分主要來源于光伏電池板，不會影響到農用土地，也不會改變農用土地的使用性質，對現代農業發展提供了較好的綠色能源[2]。二是在廣西農業大棚種植中應用光伏發電，優化了傳統農業大棚塑料頂棚單純生產功能，充分利用“農業生產十生態環境”特色資源，依托觀賞、采摘苗等生態農村旅游資源，配合有機、健康蔬菜等農產品生產采摘，逐步發展多模式的集“觀光十休閑十體驗”一體化旅游項目，對發展規模化、特色化觀光農業有積極促進作用[3]。

2.2 有效提高農產品的產量

隨著“物聯網十農業大棚”的科技模式發展，利用智能控制系統，隨時接收各種實時采集農業大棚內的溫度、濕度、水分、C02含量等精確傳感器數據，利用遙控設備，調整溫室內的視頻傳感器方向，及時有效地掌握農業大棚內的綜合情況[1]。在廣西農業大棚種植中應用光伏發電，創新形成“物聯網十光伏發電十農業大棚”模式[5]，光伏發電系統產生的電能用于供給農業大棚內的各種溫控設備、照明設備、灌溉設備、視頻監控設備的正常運轉，利用物聯網，智能調整農業大棚內的光照條件、溫度高低、濕度大小，促進農業大棚內農作物光合作用，有效地縮短農業大棚內農作物的生產周期，提升農產品的產量，增加農民收入。

2.3 打造“精品”特色農作物

可以根據農業大棚種植的農作物、花卉等生長特性，采用不同透光度的光伏板，實現對太陽能光譜的“智能選擇”，尋找適合農業大棚內農作物、花卉的采光需求，加以適度調整，以滿足棚內農作物、花卉的生長要求，打造“精品”特色農作物[6]。同時，采用“物聯網十光伏發電十農業大棚”模式，利用物聯網智能控制與調節棚內濕度、溫度、水分等外界條件，結合光伏板對太陽能光譜的“智能選擇”，可以實現農作物反季節種植目標，提升農民收入水平，滿足人民對不同季節食品等方面的需求。

3 光伏發電在廣西農業大棚種植中應用的可行性

3.1 技術成熟

光伏發電在農業大棚種植技術已經相對成熟。早在2015年12月9日，廣西農墾明陽農場就引入了光伏農業大棚項目，并且成功發電應用.創新了合作思路，發揮棚內土地，有效提高了種植農作物的生產效率，并且通過種植特色農作物、科普農作物知識、開發休閑旅游農業等多渠道增加了當地農民的經濟收入水平，這對光伏發電在廣西農業大棚種植中應用奠定了牢固實踐基礎。

3.2 地理位置優勢

廣西地處中國地勢第二階梯中的云貴高原東南邊緣，屬亞熱帶季風氣候，氣候溫暖，雨水豐沛，光照充足。夏季日照時間長、氣溫高、降水多，冬季日照時間短、天氣干暖，全自治區平均年日照時數1540.4 h，廣西采用“光伏十農業大棚種植”綁定模式，可以有效利用自治區豐富太陽能資源。

3.3 政策大力支持

光伏農業大棚種植不但可以申請農業種植扶持專項資金，還可以享受光伏產生的可再生能源電價補貼，極大地提升了地方發展光伏農業大棚的積極性。

4 光伏發電在廣西農業大棚種植中應用類型

“光伏農業大棚”是指將光伏電池板作為農業種植大棚的主要材料進行覆蓋作業，光伏電池板基于光伏效應的光電元件，結合植物光譜需求和吸納率，能“智能選擇”太陽能光譜，將植物可吸收光譜傳播給植物，而剩余的光能盡量減少反射，而是將其“吸收”，通過器件作用轉變為直流電，通過匯集電流和逆變器進一步轉換成交流電，輸送到相關控制體系或者輸出到蓄電池儲存電能以備后用[7]。基于國內光伏農業大棚結構體系[8]，結合廣西實際，光伏發電在廣西農業大棚種植中應用類型目前有3種。

4.1 “薄膜”式光伏農業大棚

“薄膜”式光伏農業大棚采用隱框單坡采光頂模式，以鋼鐵結構來做支撐點，鋼桁架和前后鋼結構立柱完美搭配鋼筋混凝土，進而形成“四面”環繞結構，采用“主次檁條方格”布局，將適宜的薄膜光伏組件應用到廣西農業大棚棚頂，通過采集太陽光光譜和透射適宜農作物成長的光譜，進行發電和供需植物開展光合作用，“薄膜”式光伏農業大棚成本整體適中，屬于實用型、經濟型光伏農業種植大棚設計模式。

4.2“房間”式光伏農業大棚

將太陽能光伏組件、專用鋼鐵骨架、附框結構與設計好的廣西農業種植大棚的南側進行柔性連接，普通夾膠玻璃則安置于原設計好的農業大棚北側的屋頂上，而將鋼化大板玻璃應用在棚內的南北側，構建一個“房間”式光伏農業大棚。這種大棚不但擁有“薄膜”式光伏農業大棚的基本功能，還可以結合現代農業控制技術，構建一種智能型農業種植大棚，增強了廣西農業大棚的可觀性和智能性，有利于實現生態農業一體化，促進當地旅游收入，增強了鄉村活力，但唯一缺點是建造成本較高。

4.3“疊加”式光伏農業大棚

“疊加”式光伏農業大棚具有裝機量小的特點，一般此類農業種植大棚的頂棚采用塑料薄膜材料，以普通的鋁合金支架支撐，將光伏組件加裝至上面，產生發電效果?！隘B加”式光伏農業大棚結構非常簡單，加裝成本低，但因其裝機量小的特點，無法配備智能控制設備，從而不能實時調節農業大棚內的溫度、光照、濕度、水分等條件，而是只能單純的作為發電裝備。

5 結語

近年來，光伏發電扶貧這一扶貧新途徑備受關注。作為新能源與扶貧相結合的大膽創想，利用光伏產業創新優勢，將光伏發電應用在廣西農業大棚種植中，結合廣西當地實際情況，有目的地選擇光伏農業大棚應用類型，針對不同植物光譜吸收效率的不同，提高植物的光能利用效率，不但給廣西貧困地區“造血發電”，增加農民收入水平，還能促進節能減排，加快生態農業發展步伐，促進廣西農業邁進“低碳十高效十綠色十循環”新道路，實現廣西農業可持續發展。

參考文獻：

[1]新華網，習近平總書記在廣西考察時強調：扎實推動經濟社會持續健康發展[ EB/OL].http：//www.xinhuanet.com//politics/2017- 04/21/c_1120853744.htm.

[2]劉慧劍.淺談麗水市蓮都區光伏農業大棚應用前景[J].農業開發與裝備，2017（5）：66.

[3]高紅敏.淺析太陽能光伏發電與農業大棚種植的結合[Jl.科技前沿，2016 （12）：108-109.

[4]徐文起，李小紅，呂向風.基于物聯網的智能大棚系統設計與實現[J].電子技術與軟件工程，2019（19）：134-135.

[5]高宏洋，基于物聯網的光伏溫室大棚控制系統設計[Jl.農業工程，2019（1）：26-28.

[6]徐端平.光伏聯棟大棚扦插苗木病蟲害發生規律和防治技術初探[J].綠色技術，2017（17）：134-136.

[7]馬志強，張振國，張盈.光伏農業產業發展探討[J].現代農業科技，2019（14）：238-240.

[8]王澤國，王磊，吉春明.農業大棚光伏結構體系的優化設計研究[J].太陽能.2018（12）：65-67.

收稿日期：2019-11-05

基金項目：2019年度廣西壯族自治區農業農村廳科技項目（編號：2201946）

作者簡介：佟建波（1986-），男，碩士，工程師，講師，研究方向為可編程控制技術、單片機C語言課程改革、光電子技術、光伏技術。