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2、我國發(fā)展光伏農業(yè)的主要技術及優(yōu)勢

2.1、發(fā)展光伏農業(yè)運用的技術

①集光伏發(fā)電、特征光譜LED照明一體的多功能農業(yè)設施包括具有頂棚和側壁的溫室，具體是在溫室頂棚裝置分光式薄膜太陽能電池板，這種電池板可直接吸收短波波段(570nm以下)的光，并透過部分長波波段(600nm以上)的光，在利用光能發(fā)電的同時為植物提供所需的光照。溫室內設有特征光譜LED燈，該特征光譜LED燈所發(fā)出光的光譜及半波寬度與所栽培植物的特征光譜相互適合，以滿足植物生長的需求。該設施不僅節(jié)能省電，而且利于植物生長，還可以在很大程度上提高農產品的品質和產量。

②太陽能作物害蟲誘殺裝置該項技術是一種以太陽能為電能和熱能來源的，涉及物理、生物雙效應的農業(yè)作物害蟲誘殺裝置，該發(fā)明處于國際領先地位。該技術包括光伏發(fā)電技術、光感三位追蹤技術、太陽能光熱技術、高壓放電技術、半導體紫外線發(fā)射技術、昆蟲性激素釋放技術。通過一套獨立高效的太陽能系統(tǒng)，可以在田間自動跟蹤太陽發(fā)電，通過特殊設計的蓄電裝置最大限度蓄積電能，同時將光熱管產生的熱能收集存儲。晚上，該系統(tǒng)自動啟動誘殺趨光性害蟲的黑光發(fā)生器和高壓電裝置，同時打開浸在熱水中的害蟲性激素密封容器，讓性激素緩慢地均勻揮發(fā)、擴散，大量的趨光性害蟲和受性激素引誘的害蟲撲向本裝置，觸及本裝置外圍的高壓線而被殺滅，通過該方法可以大量殺滅害蟲。

③光伏水泵系統(tǒng)利用太陽電池發(fā)出的電力，通過最大功率點跟蹤、變換和控制等環(huán)節(jié)，驅動直流永磁電機或高效異步電機以帶動高效水泵的一種光機電一體化系統(tǒng)，可用于農田灌溉、景觀噴泉、魚池增氧、高速公路綠化、海濱鹽場供排水等領域[4]。2004年8月至2007年4月期間，廣東湛江市、茂名市先后建立了20個光伏揚水示范工程，解決了當?shù)剞r田灌溉用水問題。自主研發(fā)的小型濕式永磁潛水電機，替代傳統(tǒng)的潛水電機機械密封工藝，效率比目前市場廣泛使用的同規(guī)格交流異步潛水電機提高20%以上。

④太陽能光伏廣譜滅蟲燈該滅蟲燈包括設立在支柱上的太陽能板和蓄電池，滅蟲燈燈體掛在支柱上，燈體周圍設有電網(wǎng)，且下面設有接蟲袋。該滅蟲燈燈體中間設有連接變頻控制器的起輝燈管，可以針對不同環(huán)境下的不同害蟲種類進行誘捕，對害蟲的殺傷力大、針對范圍廣，并且可以根據(jù)田地的大小進行頻率控制，使滅蟲燈達到最仕的工作效率。

⑤光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)由光伏組件、光伏并網(wǎng)逆變器、計量裝置及配電系統(tǒng)組成。逆變器的工作原理是將直流電轉化為交流電，若直流電壓較低，則通過交流變壓器升壓，即得到標準交流電壓和頻率。太陽能產生直流電，可以通過光伏并網(wǎng)逆變器直接將電能轉化為與電網(wǎng)同頻、同相的正弦波電流，饋入電網(wǎng)。而目前的光伏并網(wǎng)逆變器主要有3種主電路形式：工頻變壓器隔離、無變壓器隔離和高頻變壓器隔離。當前業(yè)界最先進的技術是主電路采用高頻變壓器隔離，控制回路采用光藕隔離。由于具有高品質與高可靠性，它是應用范圍最廣的產品。

2.2、在我國發(fā)展光伏農業(yè)的優(yōu)勢

①需求優(yōu)勢

我國土地資源有限，發(fā)展光伏農業(yè)有利于實現(xiàn)土地資源利用最大化，契合我國土地集約化生產的需求。光伏農業(yè)不但不存在土地指標問題，而且還可以節(jié)省龐大的成本，每667mZ可以節(jié)約數(shù)萬元。光伏農業(yè)是一個高效設施農業(yè)項目，如薄膜光伏太陽能發(fā)電農業(yè)大棚，由于薄膜太陽電池可做成透光的，所以不影響設施大棚下的農業(yè)生產，不需要擔心光照度的問題。同時充分利用設施農業(yè)大棚頂部的空間鋪設薄膜太陽電池進行太陽能發(fā)電，既能很好地節(jié)約和充分利用土地資源，又能為設施農業(yè)提供電量并為當?shù)仉娋W(wǎng)提供電力，節(jié)省生產成本，提高收益。此外，太陽能作為一種新興的可再生能源，可以節(jié)能減排。光伏農業(yè)將太陽能與農業(yè)結合，能真正實現(xiàn)低碳農業(yè)，達到很好的社會效益、經濟效益和生態(tài)效益。與傳統(tǒng)太陽能電站相比，光伏農業(yè)的電站建在人口密集的地方，可以減少輸電過程中的電量損耗。

自改革開放以來，我國取得了舉世矚目的成就，同時也出現(xiàn)了新的問題和挑戰(zhàn)，尤其是近2a的環(huán)境問題更是令人憂心。而太陽能主要來自太陽光的輻射能量，是一種綠色的、清潔可再生的能源，能有效緩解環(huán)境污染、能源緊張。在土地、電力、環(huán)境上，光伏能源符合我國資源需求，在水利方面，光伏市場也具有強大的需求優(yōu)勢。從水利這一層面來說，利用光伏揚水技術能夠進行節(jié)水灌溉、水利抗旱提水等，在很大程度上解決農業(yè)灌溉水資源缺少的環(huán)境問題。如果我國采用光伏揚水技術進行灌溉，僅1%的旱地就能實現(xiàn)每年250t/667mZ澆灌量，帶來高達400GW的光伏市場需求。

②資源優(yōu)勢

在我國發(fā)展光伏農業(yè)，有著太陽能資源的優(yōu)勢。太陽能的資源分布與多種因素有關，如各地的經緯度、地理狀況和氣候條件等，一般以全年總輻射量和全年口照總時數(shù)這兩個指標來表示當?shù)靥柲苜Y源的多少。我國屬于典型的太陽能豐富地區(qū)，我國各地太陽年輻射總量達335837kJ，因此我國發(fā)展光伏發(fā)電產業(yè)有著豐富的資源優(yōu)勢，并且我國電力緊缺的地方往往是光照強度較強的地區(qū)，在這些地區(qū)建設光伏農業(yè)大棚可以在一定程度上改善傳統(tǒng)電網(wǎng)無法到達而導致的供電短缺問題。

我國面臨的能源資源形勢十分嚴峻，傳統(tǒng)能源以煤為主，而煤炭為不可再生能源，且?guī)砗艽蟮沫h(huán)境污染問題。光伏產業(yè)的太陽能作為一種可再生的清潔能源，是改變我國能源結構的有效途徑。

③政策優(yōu)勢發(fā)展

光伏發(fā)電產業(yè)已經成為我國“十二五”的重要方略之一。目前，我國的光伏發(fā)電產業(yè)已經具備了進一步發(fā)展的產業(yè)基礎。而實施鼓勵光伏發(fā)電發(fā)展的政策是進一步促進光伏產業(yè)健康發(fā)展的重要舉措。

自20世紀70年代以來，國家部門發(fā)布了《節(jié)約能源法》、《電力法》以及《大氣污染防治法》等法律法規(guī)。這些法律法規(guī)有利于支持廣大農村地區(qū)的太陽能的開發(fā)與利用。到了20世紀90年代，國家部門又相繼頒布了《建筑節(jié)能“九五”計劃和2010年規(guī)劃》、((1996-2010年太陽能發(fā)展綱要》、《資源節(jié)約與資源綜合利用“十五”規(guī)劃》與《中華人民共和國節(jié)約能源法》等政策文件。2013年，政府更是推出《國務院關于促進光伏產業(yè)健康發(fā)展的若十意見》，其中就提出“到2015年總裝機容量要達到3500萬kW以上”，這一規(guī)劃將此前的目標一舉提高了75%。同時，對并網(wǎng)、電量收購、補貼、土地政策進行了逐一細化，為分布式光伏項目、電站投資開發(fā)提供了多重保障。這些政策文件的推出，表明光伏行業(yè)期待已久的一系列扶持政策終于落地，也表明了在加快太陽能產業(yè)步伐方面中國政府所下的決心。

2014年，國家能源局提出了全年14000MW的光伏發(fā)電目標，大規(guī)模的光伏發(fā)電應用也隨著這一目標的提出正式提上議程。2014年7月中旬，我國出臺了《關于進一步落實分布式光伏發(fā)電有關政策的通知》，該文件提出“利用廢棄土地、荒山荒坡、農業(yè)大棚、灘涂、魚塘、湖泊等土地資源建光伏發(fā)電項目。”這是我國首次將農業(yè)大棚、魚塘等正式列入分布式光伏項目中，并提出了執(zhí)行當?shù)氐?span id="brrbmng450" class="KSFIND_CLASS" id="95KSFindDIV">光伏電站標桿電價(即地面電站)政策的建議。

這些政策優(yōu)勢有效地解決了光伏行業(yè)在發(fā)電量收購、融資困難、補貼發(fā)放不到位等方面的困擾，令國內從事光伏行業(yè)的企業(yè)信心倍增。隨著光伏優(yōu)勢政策口趨明朗，農業(yè)領域的光伏市場前景也一片大好，光伏生態(tài)農業(yè)大棚一體化項目指引著分布式光伏電站的建設，使企業(yè)實現(xiàn)對光伏電站電費的收入。該項目還可以通過在生態(tài)農業(yè)大棚內種植作物為公司帶來更可觀的經濟效益和社會效益。

④發(fā)展優(yōu)勢

從長遠發(fā)展來看，建設光伏農業(yè)大棚要求比較高，其使用年限在25a以上，遠遠超過了普通大棚的使用年限，從而避免了每年由于重復建設農業(yè)大棚造成的資源浪費，節(jié)約了大量的生產成本和社會資源。另外，在光伏農業(yè)的整個系統(tǒng)運行過程中，光伏組件和超白鋼化玻璃的搭配可以有效過濾太陽輻射中對農作物的有害光波，例如紫外線通過光伏農業(yè)系統(tǒng)對農作物的傷害將會減小。當前，隨著化肥農藥等過度使用，農業(yè)生產環(huán)境遭受到較為嚴重的破壞，土地惡化、天敵受損、水質下降、病蟲害嚴重，已嚴重危及人們的生存環(huán)境和身心健康(例如，農作物上殘留的農藥會對人們的身體健康產生不良的影響，甚至還有可能致癌、致畸、致突變等;過度的使用化學產品對環(huán)境造成嚴重的污染，嚴重影響了生態(tài)平衡;大量滅殺天敵，打亂了自然界原有的秩序，動植物生態(tài)鏈瀕臨斷裂)。而發(fā)展光伏農業(yè)，廣泛應用光伏大棚、光伏養(yǎng)殖場、太陽能殺蟲燈、太陽能植物生長燈、太陽能滅菌燈等都能有效地減少農藥、化肥的使用量和廢氣排放量，改善生態(tài)環(huán)境。