光伏農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展前景分析

黎明楊慶華

（1湖北工業(yè)大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院湖北武漢430068；2云南省政府辦公廳云南昆明650000）

光伏農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展前景分析

黎明1楊慶華2

（1湖北工業(yè)大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院湖北武漢430068；2云南省政府辦公廳云南昆明650000）

光伏農(nóng)業(yè)是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級與可持續(xù)發(fā)展的重要方向，本文通過對太陽能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用及光伏農(nóng)業(yè)的發(fā)展情況介紹，就中國光伏農(nóng)業(yè)的發(fā)展前景進(jìn)行了分析。

光伏農(nóng)業(yè)；應(yīng)用領(lǐng)域；發(fā)展前景

光伏農(nóng)業(yè)是將光伏發(fā)電與現(xiàn)代種養(yǎng)殖業(yè)密切結(jié)合的新型農(nóng)業(yè)模式，有力地提升了農(nóng)業(yè)科技水平，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級與結(jié)構(gòu)優(yōu)化。光伏發(fā)電作為新能源的典型代表，實現(xiàn)了農(nóng)村能源利用的變革和與時俱進(jìn)，通過發(fā)展光伏養(yǎng)殖、光伏種植等產(chǎn)業(yè)，帶動生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)真正的低碳與可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)模式。

1 太陽能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

人類長期以來對太陽能源的使用主要限于對農(nóng)作物的自然干燥，現(xiàn)如今，通過太陽能干燥機可以有效加快谷物和水果的水分散失速度，通過太陽能收集器收集太陽能，控制熱空氣的對流速率，從而產(chǎn)生露天晾曬的干燥效果，產(chǎn)品品質(zhì)可以達(dá)到甚至超過傳統(tǒng)露天晾曬等生產(chǎn)方式[1]。牲畜業(yè)及養(yǎng)殖業(yè)也是未來太陽能發(fā)揮作用的主要方向，現(xiàn)代化的養(yǎng)殖業(yè)對溫度和空氣質(zhì)量提出了較高要求，通過保持恒溫恒濕并加強空氣流通等方式，可以有效去除有毒氣體及病微生物，從而保證牲畜健康成長。太陽能成為維持設(shè)施運轉(zhuǎn)的清潔能源利用方式，通過適當(dāng)?shù)囊?guī)劃和設(shè)計，太陽能空氣/空間加熱器可以對進(jìn)入農(nóng)場建筑物的空氣進(jìn)行恒溫控制，太陽能熱水器可以為設(shè)備清洗提供熱水，和傳統(tǒng)能源消費相比較，太陽能溫控體系可以削減50%的成本[2]。太陽能大棚及溫室是光伏種植業(yè)的重要發(fā)展方向，被動型太陽能溫室具有收集和儲存太陽能熱能的作用，通過最大限度地提高光線入射率，從而能夠保持植物在夜間和陰天生長所需求的溫度。主動太陽能溫室需要使用補充能量來滿足種養(yǎng)殖的要求，尤其在較冷的氣候區(qū)域，通常需要氣體或電能輔熱系統(tǒng)以滿足動植物生長發(fā)育的需要[3]。

2 光伏農(nóng)業(yè)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

太陽能電力或光伏(PV)系統(tǒng)將太陽能轉(zhuǎn)換為電力，可以用來為照明、控制系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)、空調(diào)設(shè)施等提供充足的電力[3]。尤其是在廣大農(nóng)村區(qū)域，光伏系統(tǒng)的建設(shè)比電網(wǎng)鋪設(shè)及其他傳統(tǒng)能源發(fā)電方式更具經(jīng)濟性，且維護技術(shù)性要求較低，管理相對粗放，較好地解決了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的能源需求問題[4]。生產(chǎn)實踐中，通過“光伏農(nóng)業(yè)大棚”、“漁光互補”等模式的推行，將光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有機結(jié)合，最大限度地利用了土地資源。同時，利用光伏粗放式的管理特點，使太陽能光伏農(nóng)業(yè)、太陽能動力水泵、太陽能殺蟲燈、太陽能光伏養(yǎng)殖場、太陽能污水凈化等方面成為了光伏農(nóng)業(yè)發(fā)展較為成功的模式，最大限度地實現(xiàn)了生態(tài)效益與經(jīng)濟效益相結(jié)合。

將光伏建設(shè)與農(nóng)業(yè)發(fā)展相結(jié)合目前尚缺乏足夠的理論及實踐基礎(chǔ)。因此，光伏電站的設(shè)計與施工、農(nóng)作物的篩選、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能源管理等方面均需要企業(yè)及農(nóng)民的實踐反饋，同時需要考慮影響光伏發(fā)電的氣候、地形等限制因素，結(jié)合當(dāng)?shù)刈魑锏纳L需求，因地制宜地進(jìn)行光伏農(nóng)業(yè)的建設(shè)。

3 光伏農(nóng)業(yè)的發(fā)展前景分析

我國是農(nóng)業(yè)大國，但耕地資源極其有限，因此，將光伏等高科技技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，有效地提高了單位土地產(chǎn)出，契合了農(nóng)業(yè)4.0時代的發(fā)展要求。此外，我國是太陽能豐富區(qū)域，全國各地太陽年輻射總量達(dá)335～837kJ/cm2。因此，在電力缺乏的西部農(nóng)村區(qū)域，光伏農(nóng)業(yè)的建設(shè)可以將區(qū)域資源稟賦與先進(jìn)生產(chǎn)力相結(jié)合。在當(dāng)前資源總量有限的約束下，如何提高資源利用效率、升級傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式成為國家關(guān)注的重點，光伏產(chǎn)業(yè)已成為我國“十二五”的重要支持方向。

當(dāng)前，光伏農(nóng)業(yè)的發(fā)展仍然存在著基礎(chǔ)設(shè)施落后、人員素質(zhì)不高、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范尚未明確、前期投入較高等諸多問題。但隨著國家扶持政策的出臺及農(nóng)業(yè)金融機制的逐步完善，光伏農(nóng)業(yè)具有較大的發(fā)展空間[5]。以光伏分布式電站為例，雖然前期建設(shè)費用較高，但長達(dá)25年的收益周期極大限度地節(jié)約了生產(chǎn)成本和社會資源，也能夠保證民眾對光伏農(nóng)業(yè)發(fā)展的參與程度[6]。

4 結(jié)論

太陽能光熱利用由于其環(huán)境零污染，且可以有效抵消減緩由傳統(tǒng)能源消耗所帶來的溫室氣體排放，從而成為未來能源發(fā)展的主導(dǎo)方向(Svejkovsky，2006)。目前，光伏農(nóng)業(yè)的發(fā)展在我國尚處理于建設(shè)初期，相關(guān)政策、技術(shù)規(guī)范及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)急需完善，因此需要企業(yè)、科研單位的通力協(xié)作，通過推廣并加強光伏產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，實現(xiàn)光伏產(chǎn)業(yè)與農(nóng)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]Schepens，G.SolarEnergyinAgricultureand Industry：PotentialsofSolarHeatinEuropean AgriculturalAssessment[M].USA：Reidel PublishingCompany，1986.

[2]Garg，H.AdvancesinSolarTechnology：volumeIII HeatingAgriculturalandPhotovoltaicApplicationsof SolarEnergy[M].USA：ReidelPublishing Company，1987.

[3]Svejkovsky，C.RenewableEnergyOpportunitieson theFarm[M].USA：APublicationofATTRONationalSustainableAgricultureInformationService，2006.

[4]黎明，王炳輝.湖北農(nóng)村發(fā)展分布式光伏發(fā)電可行性研究[J].現(xiàn)代農(nóng)村科技，2017(2)：99～100.

[5]黎明，楊慶華，皮琪力.湖北山地太陽能光伏電站設(shè)計與效益分析[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2016(10)：50～52.

[6]黎明，楊慶華.太陽能產(chǎn)業(yè)扶貧在云南省農(nóng)村扶貧工作的作用與建議[J].中外企業(yè)家，2016(8)：29～32.