光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展探討

馬志強(qiáng) 張振國(guó) 張盈

摘要? ? 本文分析了光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)作為一種全新的產(chǎn)業(yè)模式的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，并結(jié)合產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，對(duì)該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景進(jìn)行了合理展望，以期為未來(lái)光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞? ? 光伏;農(nóng)業(yè);產(chǎn)業(yè)發(fā)展;優(yōu)勢(shì);劣勢(shì)

中圖分類號(hào)? ? S123? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A

文章編號(hào)? ?1007-5739（2019）14-0238-01? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

光伏農(nóng)業(yè)是當(dāng)前我國(guó)興起的一種全新的產(chǎn)業(yè)模式[1]，主要是通過(guò)在農(nóng)業(yè)設(shè)施棚上安裝光伏設(shè)備使農(nóng)業(yè)設(shè)施與光伏發(fā)電設(shè)施進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。在新的產(chǎn)業(yè)模式之下，結(jié)合目前最先進(jìn)的光伏技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，使光伏產(chǎn)業(yè)和農(nóng)業(yè)能夠融合發(fā)展。光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)不僅包括農(nóng)作物的生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)、光伏電能的管理，還融合了農(nóng)業(yè)旅游、文化旅游和田園景觀建設(shè)，提升了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)土地資源收益，使光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的效益生態(tài)化。

1? ? 光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)模式的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)

1.1? ? 光伏農(nóng)業(yè)大棚

光伏農(nóng)業(yè)大棚需要將光伏設(shè)備組件設(shè)置在大棚北側(cè)，從而使光伏發(fā)電與棚內(nèi)的農(nóng)業(yè)種植項(xiàng)目不會(huì)產(chǎn)生相互干擾的效應(yīng)。光伏農(nóng)業(yè)設(shè)施的缺陷在于，太陽(yáng)能組件的支架高度應(yīng)該>5.3 m，比普通大棚高很多，同時(shí)還要調(diào)整南北方向上大棚間距，以減少太陽(yáng)能組件對(duì)大棚的遮擋，但這種調(diào)整就會(huì)降低土地資源的利用效率。為了節(jié)約土地資源，同時(shí)提高太陽(yáng)能組件支架與大棚之間結(jié)合的緊密性，進(jìn)行上述調(diào)整，則容易導(dǎo)致惡劣天氣時(shí)大棚棚膜或者棚架損壞的現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)，為了對(duì)光伏設(shè)備進(jìn)行有效的清理，也需要在大棚的一側(cè)留下可供車輛通行的車道，這也變相降低了大棚土地種植的效率[2]。

1.2? ? 光伏日光溫室

光伏日光溫室的建設(shè)形式分為平鋪式與架式2種。其中，架式光伏日光溫室就是將太陽(yáng)能組件立于溫室的北部，減少發(fā)電設(shè)備與溫室作物種植之間的影響。而正常情況下，光伏設(shè)備的組件與支架往往要高于正常日光溫室的高度，一般高度應(yīng)>6 m以上。因此，必須對(duì)日光溫室的南北間距加以調(diào)整。此外，考慮到提升日光溫室的脊高會(huì)提升建造成本，所以架式光伏日光溫室的脊高設(shè)計(jì)一般較低。

對(duì)于平鋪式光伏日光溫室，則要將太陽(yáng)能設(shè)備安裝在日光溫室的棚頂部位或者棚體的坡面之上，確保溫室之內(nèi)的農(nóng)作物能夠接受到足夠的光照。同時(shí)溫室的建設(shè)規(guī)模也可以按照正常的溫室進(jìn)行設(shè)計(jì)，其土地資源的利用效率與常規(guī)的溫室基本一致。而這種設(shè)備的缺陷在于，要求光伏設(shè)備有著10%～40%的透光率，這也導(dǎo)致光伏設(shè)備的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率全面降低。另外，太陽(yáng)能組件必須進(jìn)行間隔安裝，設(shè)備在單位范圍內(nèi)的發(fā)電量也受到了不利影響[3]。

1.3? ? 光伏聯(lián)棟溫室

此光伏農(nóng)業(yè)設(shè)施的主要特點(diǎn)是將類似于雙玻組件的光伏板安裝在聯(lián)棟溫室南側(cè)頂部，利于喜陰作物生長(zhǎng)，尤其適宜食用菌栽培產(chǎn)業(yè)發(fā)展。光伏聯(lián)棟溫室的覆蓋物一般為透光率好的PC板或浮法玻璃，視成本預(yù)算而定。區(qū)別于普通聯(lián)棟溫室的建筑模式，光伏聯(lián)棟溫室從受光面積最大化方面著手，一般南北排跨、東西開(kāi)間，如果溫室中作物較高，則會(huì)影響室內(nèi)作物的采光、通風(fēng)和溫度。

1.4? ? 牧光互補(bǔ)設(shè)施

此設(shè)施形式是將光伏組件安裝在聯(lián)棟墻體等框架結(jié)構(gòu)上，利用光伏組件下部空間進(jìn)行畜牧類養(yǎng)殖，一般框架結(jié)構(gòu)高度>1.5 m，能夠?yàn)轲B(yǎng)殖提供適宜的溫度和濕度，同時(shí)也能夠提高土地資源的利用效率。而牧光互補(bǔ)光伏農(nóng)業(yè)設(shè)施的建設(shè)安裝成本高、農(nóng)業(yè)設(shè)施使用周期與光伏組件不匹配是當(dāng)前急需解決的問(wèn)題。

1.5? ? 漁光互補(bǔ)設(shè)施

漁光互補(bǔ)的光伏設(shè)施是將樁基礎(chǔ)固定于水體底部，將光伏組件和支架安裝在水面以上一定高度，光伏支架以開(kāi)放式形成矩陣排列，避免影響正常的水產(chǎn)品養(yǎng)殖活動(dòng)。而這種作業(yè)模式能夠提升多種水面資源的使用質(zhì)量，提升水產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益，拓展和豐富了光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的模式，為農(nóng)業(yè)和工業(yè)結(jié)合提供了一種新的發(fā)展方式。然而，光伏設(shè)備會(huì)對(duì)水面產(chǎn)生遮蔭效應(yīng)，降低水體溫度，削弱水生植物的光合作用，會(huì)造成水體氧氣含量不足，導(dǎo)致水產(chǎn)品生長(zhǎng)緩慢等多種問(wèn)題。

2? ? 光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)

2.1? ? 多種資源的利用效率較高

通過(guò)光伏產(chǎn)業(yè)和農(nóng)業(yè)相結(jié)合，可根本性改變土地資源的利用方式，在相同面積的地面上實(shí)現(xiàn)光伏和農(nóng)業(yè)結(jié)合，共同發(fā)展，使土地資源利用效率成倍增長(zhǎng)，填補(bǔ)我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)空白，全面改變和提升傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。光伏結(jié)合農(nóng)業(yè)的投資規(guī)模以及土地資源使用面積高于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)幾倍甚至幾十倍，可有效打破我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模小、不成體系的發(fā)展格局，也為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入更加健康的長(zhǎng)效機(jī)制[3]。

2.2? ? 提升了現(xiàn)代高新技術(shù)的應(yīng)用效力

隨著我國(guó)時(shí)代發(fā)展、科技進(jìn)步，越來(lái)越多的高新技術(shù)被應(yīng)用到光伏農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展之中，提升了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的科學(xué)性和合理性。當(dāng)前，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的生物技術(shù)與信息技術(shù)已經(jīng)全面融入了光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的運(yùn)行之中，同時(shí)以高端的有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品為發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合品牌化的運(yùn)營(yíng)方式，結(jié)合多樣化的高端新型技術(shù)，極大地提高了農(nóng)業(yè)的運(yùn)營(yíng)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

2.3? ? 光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)設(shè)施的使用壽命較長(zhǎng)

對(duì)比傳統(tǒng)形式的農(nóng)業(yè)大棚，光伏農(nóng)業(yè)設(shè)施中大棚的使用年限逾25年，能夠充分發(fā)揮設(shè)備的效能，同時(shí)也更加利于生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)、附加值較高的作物生產(chǎn)。另外，光伏設(shè)施可以滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)運(yùn)輸、農(nóng)田水利、農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害防治、農(nóng)田小氣候調(diào)控、智慧農(nóng)業(yè)等方面的電力要求，從而達(dá)到帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提升居民收入的最終目的[4]。

3? ? 光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)

相關(guān)部門(mén)應(yīng)該成立專項(xiàng)的光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)運(yùn)行資金，全面地對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向進(jìn)行規(guī)劃，促進(jìn)光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，光伏設(shè)備企業(yè)也應(yīng)該根據(jù)地區(qū)的實(shí)際情況組織更加專業(yè)化的團(tuán)隊(duì)科學(xué)合理地進(jìn)行光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局。另外，針對(duì)光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)設(shè)備設(shè)施運(yùn)行中存在的劣勢(shì)和問(wèn)題，應(yīng)該通過(guò)加大高新技術(shù)的引進(jìn)力度來(lái)解決這些問(wèn)題，引入創(chuàng)新化的管理理念來(lái)進(jìn)行現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)，合理穩(wěn)定地發(fā)展光伏農(nóng)業(yè)。

4? ? 參考文獻(xiàn)

[1] 何勇.光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展探討[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2017（7）：185-186.

[2] 房裕東，黃紹華，秦樹(shù)香，等.光伏農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與前景分析[J].長(zhǎng)江蔬菜，2015（18）：35-40.

[3] 周長(zhǎng)吉.周博士考察拾零（五十）光伏日光溫室結(jié)構(gòu)的探索與實(shí)踐：土默特左旗香島現(xiàn)代（光伏）農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園側(cè)記[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)·溫室園藝，2015（11）：33-35.

[4] 房玉雙，鐵生年.光伏農(nóng)業(yè)發(fā)展中存在的問(wèn)題及對(duì)策建議[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技，2015，（5）：61-62.