太陽能光伏在農業(yè)中的應用探討

閆豐

摘要 以光伏產業(yè)在農業(yè)中的應用為主要研究內容，介紹了國內光伏農業(yè)的幾種重要發(fā)展模式，主要包括光伏大棚、光伏發(fā)電和光伏養(yǎng)殖，并提出了一些建議。

關鍵詞 太陽能；光伏；農業(yè)

中圖分類號 TM615 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）12-0205-01

Analysis on Application of Solar Photovoltaic Technology in Agriculture Production

YAN Feng

（Soil and Fertilizer Station of Xianyang City in Shaanxi Province，Xianyang Shaanxi 712000）

Abstract The application of photovoltaic technology used in agriculture is the main content of this thesis. Several important photovoltaic agricultural modes in domestic were introduced，including solar greenhouse，photovoltaic power generation and photovoltaic breeding. And some suggestions were put forward in the end.

Key words solar；photovoltaic；agriculture

隨著全球化石能源的大量開發(fā)和使用，能源短缺問題愈加嚴重，尋找可再生能源迫在眉睫。太陽能資源豐富，無需運輸，清潔無污染，加大對太陽能資源的開發(fā)利用，減少對傳統(tǒng)化石能源的使用，既滿足了人們對能源的需求，又在一定程度上保護了環(huán)境，具有極大的發(fā)展?jié)摿涂臻g。光伏農業(yè)是通過光伏效應將太陽光輻射轉換為電能，應用在農業(yè)生產中的各個領域中，如種植、養(yǎng)殖、灌溉、病蟲害防治、農業(yè)機械提供動力等，不僅為農業(yè)生產提供新的發(fā)展方式，而且拓展了光伏產業(yè)的應用領域，在現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展進程中擁有良好的推廣應用價值和發(fā)展前景。

1 光伏農業(yè)重點發(fā)展模式

目前，光伏農業(yè)在國外很多發(fā)達國家發(fā)展迅速，而我國仍處于發(fā)展初期，新疆、內蒙古、山東等省區(qū)已經(jīng)開展光伏農業(yè)項目。在嚴峻的國際競爭形勢下，光伏農業(yè)項目的推出很大程度上推動了國內光伏產業(yè)的發(fā)展，全國各地在大力推動光伏科技大棚、光伏發(fā)電、光伏養(yǎng)殖等農業(yè)項目，光伏農業(yè)的應用市場逐漸增大。

1.1 光伏大棚

光伏農業(yè)項目中，光伏大棚應用最為廣泛。將太陽能電池板鋪設在農業(yè)大棚上，充分利用棚頂空間，節(jié)約土地資源，同時還能解決溫室用電，如照明、供暖、通風、灌溉等，實現(xiàn)了資源的立體高效利用。光伏農業(yè)大棚模式已經(jīng)在山東、江西、江蘇、內蒙古等全國范圍內進行推廣[1]。山東省即墨市普東的昌盛日電光伏農業(yè)項目采用了國內最先進的光伏發(fā)電技術，利用“棚頂光伏發(fā)電、棚下農業(yè)生產”的種植模式，重點發(fā)展了茶葉、食用菌、園藝花卉、有機蔬菜等一系列生長較快且附加值高的經(jīng)濟作物。江西省興國縣與恒天電力光伏有限公司簽訂了光伏農業(yè)科技大棚項目，通過在大棚棚頂安裝高效晶體硅電池組件來采集電量，自發(fā)自用；同時在棚內種植花卉、苗木、蔬菜、茶葉等作物，形成集科技農業(yè)與旅游為一體的大棚旅游區(qū)，這種將農業(yè)、生態(tài)、旅游相結合的發(fā)展模式，具有很大的推廣應用價值。內蒙古山路能源集團有限責任公司也開展了集光伏發(fā)電與設施農業(yè)為一體的示范工程，不僅在光伏溫室里種植農產品，還建設了魚塘電站和地面電站，有效解決了溫室和魚塘供氧用電問題，實現(xiàn)了大棚、魚塘、電站多向受益。

1.2 光伏發(fā)電

與傳統(tǒng)火力發(fā)電相比，光伏發(fā)電無需架設電網(wǎng)、無需儲能裝置，更加綠色環(huán)保。光伏發(fā)電能夠有效解決無電地區(qū)的供電難題，并應用在取水灌溉、魚塘供氧、荒漠治理、草原畜牧等領域中[1]。河南省西峽縣中菇香菇專業(yè)合作社在80 hm2種植基地上建設40 MW裝機容量的光伏電站，將光伏發(fā)電引入到香菇種植中，提升了產業(yè)發(fā)展水平。劉家宏等[2]在青海湖太陽能提水灌溉區(qū)進行試驗，從水資源的角度提出了太陽能提水灌溉修復草場的降水量、地下水埋深、地表水供水距離、微噴灌水質和地表坡度5個方面的要求。程榮香等[3]利用光伏提水微灌系統(tǒng)在典型干旱牧區(qū)灌溉修復退化草地，試驗表明地表土壤結構得到有效改善，草地的生產力和植被蓋度都提高；最重要的是光伏提水微灌成本大大低于柴油機提水成本[4]。

1.3 光伏養(yǎng)殖場

很多畜禽養(yǎng)殖場場址都選在偏遠的郊區(qū)，電網(wǎng)往往無法達到，光伏養(yǎng)殖場即在養(yǎng)殖場屋頂建設光伏電站，滿足生產和生活用電。畜禽養(yǎng)殖棚一般采用門式鋼架結構，由鋼立柱、橫向鋼梁、屋面檁條構成，屋頂覆蓋材料普遍為彩鋼保溫復合板，將光伏組件平行鋪設在屋頂上，并用夾具與彩鋼瓦肋邊固定[2]。江西省首家現(xiàn)代化養(yǎng)殖場光伏屋頂發(fā)電站已開始運營，光伏發(fā)電不僅滿足自發(fā)自用，余電并網(wǎng)還能帶來一部分利潤。

2 結語

除了以上3種發(fā)展模式外，還有很多光伏產品應用在農業(yè)生產中，如太陽能殺蟲燈在白天將太陽能發(fā)的電貯存起來，利用害蟲的趨光性，晚上再放出電來滅殺害蟲，不僅效果良好且對環(huán)境不產生二次污染；太陽能污水凈化系統(tǒng)，通過光伏效應將太陽能轉化為電能、熱能，應用在污水處理的整個工藝流程中，節(jié)能環(huán)保[3-4]。總而言之，光伏農業(yè)在為種植、養(yǎng)殖提供能源供給的同時還能減輕環(huán)境污染，使得經(jīng)濟效益和環(huán)境效益同步發(fā)展，對于我國的農業(yè)轉型具有重要意義，已經(jīng)成為現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)化發(fā)展的新方式。然而仍存在一些問題。首先，光伏農業(yè)成本較高，缺乏市場競爭力，主要依靠國家補貼，需要不斷提升技術實力，引進競爭機制，促進光伏發(fā)電成本降低，這樣才有利于光伏農業(yè)的全面發(fā)展。其次，降低光伏農業(yè)的不利因素。如光伏大棚與普通農業(yè)大棚相比，由于太陽能電池板的覆蓋，存在微弱的遮光影響。最后，加強在農業(yè)領域中的應用范圍。除了應用在大棚、養(yǎng)殖場以外，還可能運用在林業(yè)生產、水利建設、觀光旅游等方面，積極推進光伏農業(yè)的多角度、多層次發(fā)展。

3 參考文獻

[1] 阮曉東.光伏農業(yè)：綠色新路[J].新經(jīng)濟導刊，2014（3）：30-33.

[2] 劉家宏，徐鶴，王浩，等.太陽能光伏水泵提水灌溉修復草場的水資源要求[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2013，27（6）：20-24.

[3] 程榮香，張瑞強.光伏微灌修復退化草地標準化示范區(qū)建設[J].水利技術監(jiān)督，2010（4）：1-3.

[4] 程榮香，張瑞強.光伏提水技術在農作物灌溉上的應用[J].可再生能源，2008，26（1）：72-73.endprint