浅析太阳能光伏发电与农业大棚种植的结合

高红敏

（东明县刘楼镇人民政府，山东菏泽 274500）

浅析太阳能光伏发电与农业大棚种植的结合

高红敏

（东明县刘楼镇人民政府，山东菏泽 274500）

光伏发电农业大棚是当前农业发展的新方向，其不仅结合了太阳能光伏发电的优势，为农业生产和农民生活提供清洁的电力能源，还能促进农业大棚的现代化发展。文章首先分析了太阳能光伏发电与农业大棚种植的结合优势，并阐述了几种光伏农业大棚，最后提出了当前光伏农业大棚的发展困境，以期为光伏农业大棚的发展提供方向性参考。

太阳能 光伏发电 农业大棚种植

1 太阳能光伏发电与农业大棚种植的结合优势

太阳能光伏发电与农业大棚种植的结合，是一种新的光伏应用形式，其与农业大棚的结合有着诸多的优点。光伏是一种将太阳辐射转化成电能的新型发电系统，也是目前政府扶持的绿色能源产业。太阳能光伏农业大棚，其棚顶一般采用太阳能电池板替代以往的薄膜棚顶。这样太阳能光伏农业大棚就能利用其棚顶进行相应的发电操作。太阳能电池板会产生直流电储存到汇流盒中，再将电能传输到逆变器，转变成为交流电进行日常的应用。其优势主要体现在以下几个方面。

1.1 缓解人地矛盾，提高土地利用效能

光伏农业大棚的发电部分主要来自农业大棚棚顶的光伏电池板，因此并不会占用到下面的农用土地，也不会对土地的使用性质造成改变，这一措施不仅能够节约土地资源，还能够通过光伏发电创造绿色能源，实现土地利用效率的提高。此外，太阳能光伏发电与农业大棚种植的结合，还能给区域提供绿色电能，对发展现代农业项目具有积极作用，为现代农业项目提供良好的能源优势，有利于提高当地农民的经济收入。

1.2 可创造出适宜不同农作物的生长环境

由于不同透光度的电池板，其阳光会形成一定的透射作用，因此，通过对农业大棚上太阳能电池板的铺设调节，就能对农业大棚下面的光照环境产生不同的影响。根据该特征，种植人员能通过大棚下的农作物采光需求，进行适当调节，以满足农作物的生长要求。同时由于农业大棚中的温度、湿度的可调性，结合光照的可调性，就能种植各种高附加值农作物，实现精品化种植和反季节种植的目标。

1.3 利用太阳能发电，带来格外的创收效果

在光伏农业大棚的应用中，棚顶的发电不仅可以满足大棚本身在温度、湿度控制及灌溉中的电力需求，还能通过连入电网实现农业家庭的用电需求，之后仍然无法消耗的电能，还可以通过电网出售给国家电力部门，获得额外的创收。

1.4 有利于提高农业大棚的农产品产量

太阳能光伏发电与农业大棚种植的结合，能有效实现农业现代化，提高农产品产量。光伏农业大棚种植过程中，由于棚顶安装了太阳能光伏发电系统，其所产生的电能，能用于连接棚内的温控设备、照明设备以及灌溉设备，通过这些现代化的设备能对大棚内光照条件、温度条件和湿度条件进行合理调整，棚内的太阳灯能模拟阳光环境，促进农作物的光合作用。结合棚内的温度和湿度调节，就能有效地缩短农作物的出产周期，从普通大棚的1年两熟过渡到一年三熟，甚至一年四熟，有效地提高了农作物的年产量。

2 太阳能光伏发电与农业大棚种植结合的类型

光伏农业大棚的实施，需要使用太阳能电池组件作为棚顶的主要材料进行覆盖作业。之后农业大棚的棚顶电池组件就能为整个大棚提供温度控制、光照控制和灌溉控制的必备能源。在整个太阳能棚顶的建设过程中，太阳能电池是一种基于光伏效应的光电元件，它能将太阳辐射转变为直流电，这些直流电通过导线汇集于汇流盒之中。然后通过逆变器转换成交流电，输送到各个需要用电的控制系统之中。当前的光伏农业大棚一共有3种类型。

2.1 阳光房式光伏大棚

在此大棚南侧，其发电组件和专用附框与钢骨架进行柔性连接，而在北侧则采用普通夹胶玻璃置于屋顶部位，其南北侧里面应用钢化大板玻璃。从而形成一个阳光房式光伏大棚。此类大棚的建设成本高昂，但其装机量也更大，能添加许多辅助设备，是一种智能型农业大棚，便于生态农业一体化的发展。

2.2 简易式光伏薄膜组件大棚

这种大棚其顶棚一般采用隐框单坡采光顶结构，整个大棚为钢结构，以钢桁架和前后钢结构立柱为基础，搭配钢筋混凝土四面结构，运用主次檩条方格的布置。这样的光伏薄膜组件大棚主要运用顶棚进行采光发电与运作，因此，建设成本和装机量适中，属于经济实用型的光伏农业大棚。

2.3 塑料大棚外加装太阳能组件的大棚

这样的光伏太阳能大棚装机量很小，一般采用普通塑料薄膜作为顶棚，运用普通铝合金支架组件进行支撑，辅以太阳能组件的加装，就能有一定的发电效果。这种大棚结构十分简单，且建设成本低。但是也因此装机量小，基本无法装配智能设备，因此无法对棚内的温度、湿度和光照进行调节，只能进行单纯的发电操作。

3 太阳能光伏发电与农业大棚种植结合的困境分析

虽然太阳能光伏发电与农业大棚种植结合具有很多优势，但在目前条件下，要推广这种大棚种植方式，还面临许多困境。（1）太阳能光伏发电与农业大棚种植结合的技术不成熟，建设成本高。目前的太阳能光伏农业大棚，需要大量的资金和技术投入，且需要智能化的设备，其造价昂贵，给其推广带来了很多问题。（2）相关配套设施建设及运用保障体系建设不到位。多数农民对光伏农业大棚缺乏相应的维护及保养知识，而市场也没有形成稳定有效的运营保障服务体系，这些都不利于光伏农业大棚的推广及可持续性利用。此外，部分建成的光伏太阳能农业大棚的示范性作用大于实际运用，不利于与农业产业的结合，影响了其大面积的推广和应用。

4 结语

光伏太阳能农业大棚是今后农业产业化发展的大方向，也是现代农业发展的要求。其开发利用不仅有利于提高土地利用效率，提升农业产量，还能通过光伏发电为农业的现代化可持续发展提供清洁的电力资源。但目前其发展与推广也面临着诸多问题，需要通过不断技术努力与示范推广，强化光伏太阳能与农业产业的深度结合，促进光伏农业大棚推广与应用效果的提升。

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