光伏農業大棚種植技術應用

0 引言

與傳統發電能源相比，太陽能具有可再生、清潔、綠色、環保等應用優勢

，通過將太陽能轉化為電能可實現太陽能光伏發電。因此，發展光伏產業對于改善能源利用方式、提高產業生產效益作用明顯。光伏農業生產大棚不僅可以實現資源的高效利用，還可以為大棚內作物生長提供良好的種植環境，保護生態環境，是促進現代農業發展的主要驅動力，對促進我國農業現代化轉型及建設社會主義新農村具有重要意義

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本研究基于光伏農業大棚的應用優勢及發展特點，系統闡述了光伏農業大棚的基本設計原則及主要設備選型，論述光伏農業大棚對作物生長的影響，研究結果以期為現代農業發展提供技術參考。

1 光伏農業大棚基本概念及應用原理

1.1 概念

光伏農業大棚是將生態農業、綠色發電技術集合，基于農業大棚棚頂設置不同的透光率太陽能電池板進行太陽能發電

，可以滿足大棚內不同作物對光照的需求，棚內適宜開展高效生態農業的系統農業工程技術，如名貴花卉、有機農業、農業反季種植等。光伏農業大棚不需要額外占用耕地，實現土地資源的高效利用與增值，在獲取高效農業、綠色發電經濟效益的同時，滿足農業大棚的電力需求，實現農業可持續發展。

1.2 應用原理

太陽能光伏大棚溫室是一種新型溫室，是在溫室部分或全部向陽面上鋪設光伏太陽能發電裝置的溫室，既具有發電能力，又能為一些作物或食用菌提供適宜的生長環境。在建設光伏農業大棚時，首先需要對光伏組件合理選用，其選材主要是半透明的非晶薄膜電池，通過光伏農業大棚的調控功能對透光度實現調整，因為照射出的太陽光是由紫外線、可見光及紅外線組成的，這3類在太陽光中占有的比例均不同，其中的紫外線是對大棚內部的作物種植生長產生一定危害作用的，可見光及紅外線的存在均能夠對大棚內部作物的種植生長起到積極的作用。針對太陽光照射的遠近度不同造成的影響不同，按照太陽光照射光譜距離的不同進行分類(表1)，可以根據種植作物的不同選擇合適的光源

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2 光伏農業大棚基本類型及應用優勢

2.1 基本類型

光伏農業大棚是在傳統大棚和設施農業的結合下進行改善而成的，目前常見的有陽光房式光伏農業大棚、簡易式光伏農業大棚、外加太陽能組件式塑料農業大棚、連棟農業大棚四種類型。

2.1.1 陽光房式光伏農業大棚

光伏農業大棚的應用可以顯著提高農業生產經濟效益，如將光伏農業大棚作為農業觀光展示區提高農業觀光收益；另一方面，光伏農業大棚內部生長的農作物產量要遠高于傳統農業大棚內部種植出的農作物產量，同樣可以為用戶帶來巨大的經濟收益(表2)。

簡易式光伏農業大棚棚頂處大部分都采用隱框單坡光頂構造而成，該類大棚內部的支撐結構主要是鋼筋混凝土，光伏設備安裝在大棚后部位置，該類安裝方法能夠方便使用人員對其進行故障檢測、維修保養等，該類大棚在農業生產中被廣泛應用在各類有機蔬菜及菌類作物種植的過程中，因這類作物不需要強光的照射，因此該類大棚的前一半透光結構可以做成無邊框，以此增加發電的效率。簡易式光伏農業大棚建設經濟成本較低，安裝較為簡單，是目前性價比較高的光伏農業大棚之一。

由圖4可見，降粘型減水劑濃度為0.01%時，表面張力下降至61.48 mN/m，而同等濃度下普通減水劑的表面張力為65.46 mN/m；隨著濃度的增大，降粘型減水劑的表面張力顯著下降，而普通減水劑的表面張力卻下降緩慢，趨于平緩。結果表明，降粘型減水劑具有較低的表面張力。

陽光房式光伏農業大棚是觀光旅游當中最常見的光伏農業大棚類型之一，該類農業大棚棚頂處大部分采用夾膠玻璃，大棚內部呈南北方向的鋼架與發電設備連接，添加多種需要的輔助結構，結構較為穩定，但是該類農業大棚所需的材料較為昂貴，建造時所花費的成本較高。

2.1.3 外加太陽能組件式塑料農業大棚

外加太陽能組件式塑料農業大棚棚頂處使用普通塑料薄膜構造而成，大棚內部選用的結構支架由鋁合金組成，不需要安裝其他輔助設備，在建造安裝時難度較小，該類農業大棚方便光伏組件的安裝且不需要額外增加溫室調節監控，可以加強發電效率，但是目前應用范圍較小。

四旋翼飛行器也被稱為四旋翼直升機，是一種六自由度的垂直升降機，因其在四個輸入力的作用下會產生六個狀態輸出所以四旋翼飛行系統也是一種欠驅動系統[12]，其原理是通過改變四個電機的轉速來調節四個電機所提供升力的大小和方向，以此實現合力的變化，從而控制飛行器的姿態、速度、位置等，其基本構架是由四個兩兩對稱旋臂搭載四個電機所組成，由旋臂結構的不同分為十字形與X字形，其主要區別在于十字形穩定性相對較強，X字形相對靈活性較好[13]。

2.1.4 連棟農業大棚

光伏農業大棚與傳統大棚相比，傳統大棚受天氣環境影響較大，在夏天傳統大棚內部的室溫高達50 ℃左右，會對農作物生長造成嚴重影響，但是光伏農業大棚在日間，內部的室溫比大棚外部溫度低，在夜間，其大棚內部的室溫要要比大棚外部的溫度更高，以上溫度的變化均可以依靠大棚外接的太陽能電池板實現控制調節，最后形成最適合大棚內部農作物生長的條件，為農作物生長提供良好的環境條件。

2.1.2 簡易式光伏農業大棚

1.3 觀察指標 比較兩組受試者血清CXCL12、IL-33水平，觀察組不同預后患者的臨床特征指標，分析血清CXCL12與IL-33的相關性及其對AIS患者預后的評估價值。預后情況通過mRs評分進行評價，此量表總分0～5分，分值越高表示預后越差。

2.2 應用優勢

隨著光伏發電技術在農業生產中的快速應用與發展，可以顯著提高農作物種植效率及作物產量，后續還將應用于現代觀光農業、特色作物種植等方面，豐富了農業生產類型，尤其是在氣候相對溫暖、降雨豐富、光照充足，夏季氣溫夠高、降水夠多，冬季光照少、氣候干燥等地區得到了廣泛的應用，隨著經濟效益的提升及國家政策補貼的支持，促進了農業大棚光伏發電的發展并且提高農戶積極性。

2.2.2 農作物生長優勢

2.2.1 資源利用優勢

光伏農業大棚與傳統大棚相比，傳統的太陽能發電設備會占用一定的土地資源，但是目前世界土地資源極為緊張，因此，光伏農業大棚的出現與應用既可以滿足太陽能供電的需求，又能有效節省土地資源，而且在對光伏農業大棚進行建造過程中，用戶完全可以依靠LED技術來進行光照調節，以此提供農業大棚內部農作物所需的光，可以節省資源、保護環境、減少經濟投入并且最大限度減少電量的使用與浪費。

紫陽道長幾乎崩潰了，因為他完全沒有想到內功修為稱雄于世的天問大師竟然輸得如此之慘，也在眨眼之間輸掉了他們的自由！

連棟農業大棚的類型是在建造區域內將大棚設計成為連成一排，根據農業大棚棚頂處的角度設計安裝光伏設備，該類農業大棚一個最明顯的優點就是占地面積小，可以根據各個地區不同的光照陰陽面完成光伏設備的安裝，從而更便捷地調節溫度，但是，該類大棚對于承重量也有一定的要求，且其后期檢測維修保養實施難度較大，目前多應用于農作物的育苗階段，或者作為農業展覽區。

式中，M為FFT點數，l=Round(2NMvΔfTr/c)，繼續對s(i)作FFT后歸一化取模，可得

2.2.3 經濟效益優勢

本次遙感解譯滑坡8處，經野外調查，滑坡類型主要為巖質滑坡，滑坡形態多呈半圓形。解譯正確7處，解譯正確率為87.5%。

3 光伏農業大棚基本設計條件

3.1 設計原則

目前，我國光伏發電技術已經十分成熟與常規，光伏農業大棚的基本設計原則應遵循電氣設備選型合理、設備布置規范且符合相關規定，保證相關系統在運行過程中安全可靠、運行高效。

3.2 光伏發電站的選擇

光伏發電站是光伏農業大棚的重要組成部分，主要是利用太陽能電池組進行發電，發電量及發電強度取決于太陽光照條件強弱，太陽光照強度高處于發電高峰期，夜晚基本不發電。光伏發電站基本技術參數主要包括光伏發電容量、單機容量、太陽能電池組件、太陽能逆變器等主要技術參數，可以根據農業大棚面積及作物種植需求選擇合適的參數。

3.2.1 光伏組件的選型

目前，太陽能電池類型主要包括多晶硅電池、多元化合物電池、聚合物多層修飾電極電池及有機電池等。目前，在農業生產中主要使用260 Wp多晶硅太陽能電池，其主要技術參數如表3所示。

認真貫徹三中全會精神 扎實推進水價改革 創新資金管理機制……………………………………………………… 吳文慶(23.5)

3.2.2 逆變器及配電設備選型

逆變器主要是將直流電轉換為交流電的設備，其工作過程成為逆變單元，主要參數包括直流電纜、直流側防雷匯流箱、通信裝置等。目前在光伏農業大棚中應用最為廣泛的為500 kW和630 kW，其主要技術參數如表4所示。

4 結論

與傳統農業發展相比，光伏發電大棚可以滿足農作物生長對光照、用電的基本需求，實現光照資源、土地資源的高效利用，可以顯著提高農業生產效益，實現現代化農業發展與轉型，實現農業綠色、清潔、可持續發展。因此，光伏發電農業大棚具有廣泛的應用前景，本研究結果對于提升農業生產效率及資源高效利用具有推動意義。

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