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一文全面了解光伏+农业,光伏板下干什么,这些案例或许超出你想象

农规院2022-08-18 13:29:48



什么是光伏农业?


广义上讲,光伏农业就是将太阳能发电广泛应用到现代农业种植、养殖、灌溉、病虫害防治,以及农业机械动力等领域的一种新型农业。它以薄膜太阳能设施农业一体化并网发电站为核心,集薄膜太阳能发电,农业光电子工程应用推广,现代农业种植和养殖、加工和综合利用,农业种植和养殖技术交流推广,人才培训、观光农业、农产品物流等功能于一体。将太阳能发电、现代农业种植和养殖、高效设施农业相结合,可以说,光伏农业是一场实现农场变工厂、田间变车间的生产方式的变革。(ps:目前光伏农业自发展至今称谓混乱,有光伏农业、农光互补、农业光伏等名称,有待统一)


农业和光伏的结合



农业和光伏的结合始于20世纪70年代,1975年首台光伏水泵面世,但光伏农业的发展一直受光伏电池组件成本高昂制约,直到近年来随着电池组件成本不断降低,光伏农业才迅速发展。

我国光伏产业最初面向国外市场,受到制约后转向国内,发展光伏农业是经受欧美封锁后冷静考虑的结果,是光伏产业转型升级的需要。同时,农业也需要进行结构调整,需要以科技化、信息化的智慧农业代替传统农业,为现代农业发展注入新动力。此外,随着政策环境越来越公平、透明,以前“捆住”光伏产业发展的光伏“路条”审批、电力接入到相关具体措施开始逐步完善,也为光伏农业快速发展创造条件。


光伏农业前景分析


随着国家主管部门对新型能源的不断重视和扶持,光伏发电在国内应用出现一个新的高潮,大量的企业和社会资本不断涌入,光伏应用市场逐渐增大。同时,可利用从事光伏电站建设的荒地、荒山、荒滩以及屋顶等也越来越少,已经远远不能满足市场需要,光伏农业这个新产业开创性地将光伏产品应用在了农业种植、渔业养殖、农业观光旅游等方面。

光伏农业是光伏发电与农业生产相结合,棚顶太阳能发电、棚内发展农业生产的新型光伏系统工程,是现代农业发展的一种新模式。它通过把光伏发电、农业生产、生态保护和观光旅游结合起来,利用田园景观、农业生产活动、农业生态环境和生态农业经营模式,提高土地的单位产出,增加农户收益,以最大限度地利用资源,增加生态和社会收益。

我国是农业设施大国,截至2014年底,已建成的农业设施总面积410.9万公顷,其中塑料大棚占46%,日光温室占25%,小拱棚等占29%。农业设施面积已持续增长三十余年,近年来增速放缓,但过去已建成的农业设施大部分已年久失修,进入改造和翻新阶段,未来光伏农业有巨大的市场潜力。


光伏农业大棚有何优点?



一、不破坏土地性质,节约资源。

光伏农业大棚发电组件安装在棚顶,不占用地面,不改变土地性质,光伏大棚可以直接在原来种植土地上直接建设,有利于现代化农业项目的开展。

二、可根据作物需要创造生长环境。

农业大棚上架设不同透光率的太阳能电池板,可根据不同作物的生长需求,进行采光及温度调节,实现反季种植及精品种植,还可以种植名贵苗木等附加值高的作物

三、可满足农业用电需求,产生发电效益。

棚顶光伏发电可以满足农业大棚的温控、灌溉、照明补光等电力需求。如果实现规模化大棚生产,还可以将产生的多余电量销售给电网公司,实现收益。

四、可发展观光科技农业。

光伏农业是新兴的科技农业,具有较高的观光价值。如果结合交通区位优势、生态环境优势,依托高价值的观赏作物种植及有机农产品生产采摘旅游等,可发展多种形式的观光、休闲和体验等旅游项目,形成特色化、规模化的光伏观光农业。

光伏农业是现代化农业与清洁能源紧密结合的产物。与传统农业相比,光伏农业更重视科技要素的投入,更加注重经营管理,对劳动者的素质有更高的要求。结合光伏农业,将农业活动、科技示范等元素融为一体,可极大地发挥产业集群效应,繁荣地区经济。


光伏产品知多少?


  • 太阳能杀虫灯

相比于传统农药,太阳能杀虫灯最大的好处是取代农药或少用农药,可保证食品安全。同时,市场上的此类产品已经具有时控、雨控、光控、全天候智能化管理等功能,除了普通电源产品外,有些高科技公司还开发出一体化野外太阳能照明杀虫灯、室内便携式照明杀虫杀蚊灯等产品,极大地方便了农民进行病虫害防治。

  • 新型太阳能生态农业大棚

这种技术将太阳能光伏发电系统、光热系统及新型纳米仿生态转光膜技术综合嫁接到传统温室大棚上,达到增效增收的效果。

  • 太阳能光伏养殖场

就是将现代清洁能源工程与传统养殖事业相结合,在养殖场屋顶建设光伏电站,用以改造和提升传统养殖业并提供绿色能源的一种全新尝试,同时其推广和普及也能在提升新能源利用水平方面起到积极作用。

  • 新型农村太阳能发电站

这是一种以村为单位分享光伏发电系统的创新型商业尝试,在每一个村庄建设一个光伏电站,服务“三农”。考虑到太阳能发电技术在新农村建设中具有较大的应用发展空间,未来这类产品将大有可为。

  • 太阳能污水净化系统

现在,农村的环境污染日益严峻,污水是其中一大问题。太阳能污水净水系统在将太阳能转化成热能、电能后再有效地运用于污水处理工艺中,在这个过程中,基本没有二次污染和能耗转移。

  • 农用太阳能小产品

如太阳能手电筒、太阳能马灯、太阳能充电器、太阳能照明灭蚊灯等。这些产品可为偏远的无电、缺电地区的农民提供极大的生活便利。

以上列举的产品只是几类极具代表性的、可实际运用的光伏产品。实际上,光伏农业还在其他很多方面有着广阔的应用前景。


光伏农业主要模式


  • 光伏种植:将光伏和种植业结合在一起,具体包括光伏蔬菜、光伏花卉、光伏苗木、光伏食用菌、光伏中药材、光伏茶园、光伏果园、光伏林业等

  • 光伏养殖:将光伏和畜牧养殖结合在一起,具体模式有光伏畜牧(牛、羊、猪、鸡、鸟类等),以及光伏渔业(淡水养殖、海水养殖及水面光伏等)。

  • 光伏水利将光伏和水利设施相结合,包括农业灌溉、人畜饮水、林业灌溉及荒漠化治理。

  • 光伏村舍:结合美丽乡村建设,把光伏应用到农村建筑中。


海南省常皮村


浙江宁波市鄞州区龙观乡李岙村


山东省第一个光伏村——沂源县东里镇梅家坡村

八种农业种植模式

  • 菌菇光伏模式:这种模式是在空地种植速生植物,对废弃资源循环利用,解决大量固体废弃菌包的环境压力。主要有“一地多用(三用)”模式:顶——光伏大棚发电;中间——栽培食用菌;地下——水产养殖。

光伏农业食用菌扶贫园区内种植香菇

  • 渔光互补模式:目前主要有四种模式,即封闭式、开放式、飘浮式和跨越式。飘浮式的水深在七八米的时候,不可能打桩,这样成本太高。

水上浮体太阳能发电系统包括电池板、“浮体架台”;连接架台、“连接板(桥接板)”和用于固定两者的“紧固带”等。可在每个浮体架台上,以10度的设置角度一张张安装外形尺寸为宽(1500-1700毫米)×进深(980-1000毫米)×高(35-50毫米)的太阳能电池板。


  • 蔬菜(瓜果)光伏模式:大棚的种类有:封闭式连体连栋大棚、封闭式单体大棚、敞开式单体大棚。敞开式比较适合北方推广,敞开的架子正好是果蔬爬藤的支撑,这就降低了成本。

  • 畜禽(牧业)光伏模式:该模式在北京周边发展已较成熟。在张家口张北区有羊群基地,内蒙古等地还有养鸡养鸭基地,和窑洞结合起来,打了很多的洞让鸡去生蛋。其类型有封闭式(牧民散养——集体规模建设分包给牧民养殖)、半封闭、半开放式、开放式等。


  • 林光模式:林光就是常见的园艺、林木、果树,目前国家林业局对林业政策适当放开也提供了一定的发展空间,类型主要有弱光型、阴阳型花卉苗木光伏大棚,封闭式、敞开式光伏农业大棚等。

全国首个沙漠“林光互补”示范项目


广西首个“林光互补”光伏扶贫项目

  • 药材光伏模式在一些地方种一些中药材,这些药材都可以跟光伏很好地结合,种植时间是十到十一月份种下去,在来年的三四月份挖出来。中药材当中,三七、铁皮石斛、灵芝、天麻、猪苓、重楼、闹羊花、紫参、玉竹、旱半夏、黄精、白芨、龙牙百合等喜阴中药材适合在阴冷潮湿的山区地方种植。

光伏板下面种植中草药

  • 生态光伏模式:有湖畔,有大量的矿山如煤矿区、盐碱地,都可以做生态光伏的开发。

甘肃省首座沙漠生态光伏发电站

  • 水利光模式:偏远农村,尤其是山区、海岛解决生产、生活用电的同时,推动农村机电排灌、节水灌溉等现代农田水利技术的发展,可实现节省人力、财力、物力、电力的目的。

    光伏水利涉及的领域或技术有光伏提水系统(或称光伏扬水系统)、农田排灌、节水灌溉及其控制系统和光伏生活用水、光伏海水淡化、光伏污水处理等。因此,领域十分广泛

毛乌素沙漠光伏滴灌系统



你还期待光伏板下有什么?



种水稻


种玉米

种大豆


养牛


养驴


油菜地与“光伏稻”形成“一茬油菜一茬稻”的模式


北堆村多为45岁以上的留守妇女,家中青壮年男性劳动力多出外务工。基地工作的多为东沟镇就业比较困难的贫困家庭,通过在该基地务工,当地约100名农民以承包、务工的形式实现就业增收。


陕西蒲城40兆瓦光伏电站下面种植的向日葵


光伏电站水稻


常山同景10.9MWP农光互补智能光伏电站水稻


浙江常山30MW农光光伏发电下面种植荞麦


光伏科技大棚棚内培植有机作物



目前存在问题


光伏农业发展极具前景,但是对普通的种植户来说,也存在着许多问题。

◆造价过高。目前光伏大棚形式多样,要根据实地情况才能定价,成本一般比其他的都贵。按照一亩地可以建200kW的容量来算,安装成本在8元/W,全部下来要160万元,加上大棚的投资,价格还要高出不少。如果没有地方政策,补贴的明确支持,收益能否回来很难说,说不定还有可能亏本。

◆农作物种植问题。老百姓在农作物种植的时候要考虑植物的光照喜好情况。有的植物并不需要全天光照,只要几个小时就能满足植物生长所需要的光合作用。可在大棚内种植厌光植物,如蘑菇,也是一种选择。

◆光伏农业大棚尚无国家的行业建造标准,各地自行其是,不利于大范围推广。一些地方将光伏板架在大棚后面,影响了棚室采光需求,为了保证采光又要加大间距,无形中缩小了种植面积,浪费了农地。



延伸

由光伏农业标准化委员会己经公开发布光伏农业标准六部:

《光伏农业系统技术导则》《光伏农业术语与符号》《渔光一体池塘及园区建设、养殖管理技术规范》《光伏油用牡丹园技术导则》《光伏猕猴桃果园技术导则》《光伏农业电站系统设计、施工、验收与维护规范》


通过地方标准机构评审的标准一部:

《光伏大棚茶叶生产技术规程》 已通过山东省质量技术监督局评审 


己完成征求意见稿的标准五部:

《光伏畜牧养殖标准》(五次修订)、《渔光一体池塘设施渔业技术规范》、《光伏农业园区建设技术规范》、《光伏食用菌大棚建设技术规范》、《光伏葡萄园建设技术规范》 


专家说

张勇

光伏农业的重点在设施,光伏农业的根本在农业,在光伏农业项目建设中,一定要以农业为主,光伏只能是锦上添花,而不能喧宾夺主,光伏只是发展的工具,农业才是光伏农业发展的根本目标。


光伏发电现在成本较高,还未真正走入平价上网时代,而且目前还处于起步阶段,受许多因素的影响,对我们普通的农户来说,可能作用还不明显。但是,相信未来随着国家政策、财政补贴的保驾护航,经验的成熟,光伏在农业上的应用会越来越广泛,老百姓将从中受益越来越大。

来源:网络





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