光伏农业大棚市场调查分析报告

目录

光伏农业大棚1.背景介绍

1.1能源匮乏：我国的能源构以煤为主，是世界上最大自勺堞炭消费国，相对于巨大的人口基数，面临的能源资源形势十分严峻。

1.2环境污染：矿产资源能源等非可再生能游的生产和消费．对环境造成了极大的破坏和污染，节能减排形势严峻。

1.3 电力紧缺：农业大棚地理位置以农村，郊区为主，电力等能源非常短缺，传统电网以到达这些地区。

1.4国家政策：能问题．农业问题趣来趣受到国家重视及相应的政筻斜。《太阳能光伏产业“十二五” 发展规划》已将太阳能光伏生态大棚电站的模式划定为BIPV（光伏建筑一体化）示范项目，享受国家财政补贴

2.光伏农业大棚介绍

光伏是将太阳光辐能直接转换为电能的新型发点系统。太棚的料“升温．保温"一向是搅扰农户的重点问题。”光伏农业大棚”，有解决这一难题．由干夏季的高温，在6一9月份众多品类的蔬菜无法正常成长，而“光伏农业大棚"如同在农业大棚外表补了一个分光计，可隔红外线，禁止过多的热量进入大棚；在冬季和黑夜的时候，则能禁止大棚内的红外波段的向外辐射，降低晚上温度下跌的速度。起到保温的作用。·“光伏农业大棚''能供给农业大棚内照明等所需电力，剩余的电还能并网在“光伏农大棚"离网体系中，可与LED体系相调配，白天发电保障植物的成长，黑夜LED体系可应用白天发的电，给植物供给光照。

太阳光入射到地球表面包括：紫外线、可见光及红外线

紫外线占7％（改变植物物质结构，具有破坏性）

可见光占71％（提供照明、供植物光合作用〕

红外线占22％（产生热能〕

，300n m360nm 440nrn 660nm 880nm

400

600

800

1000 1200 1400 1600 1800 2000 入（nm) 非品硅单结薄蓝光区域

被长为435-490nm 透光率较低

光电转化

促进蛋白质与非碳水化合物的积累

红光区域 波长为610-640nm 透光率很高

光合作用

碳水化合物的合成延迟短日照植物的发育

黄绿光域 波长为5105

的nm

透光率较低 光电转化

红外线域

波长为780-2400nm

透光率比较高

热效应

蒸腾作用和雏持植株体温

太阳咒谱在280-315nm 时，对植物形态与生理过程的影响极小，

太阳光谱在315-400nm 时，植物对叶绿素吸收减少，影叫光周期效应，阻止植物茎佴长；

太阳光谱在400-520mn{蓝光}时，植物对叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大，对光合作用影响最大

太阳光谱在520一610时，植物对色素的吸收率不高．

太阳光的在610- 720nm （红光）时，植物对叶绿素吸收率低，对光合作用与光周期效应有显着影响：太阳咒谱在720-1000 nm 时，吸收率低，刺激细胞延长，影响开花与种了发芽：

太阳光谱大于1000nm 时，太阳能将转换成为热量． （以上数具有普遍代表性，具体到某品种可能有差异

作

合作示意

小结：因此太阳光谱在400-520nm （蓝光〕和太阳光谱在610-720nm （红光〕这两个区间最有利于植物生长，为了增加植物所需要的光谱．可以采用两种方式：屋顶薄膜太阳能电池板和普通透明白玻间隔排列；采用LED 灯补充植物需要的光谱，达到植物生长的光环境．同时，非晶硅太阳能组件发电需要的主要光谱为600nm ，对紫外线几乎不透过，能有效阻挡紫外线对植物的生长影响．发电的同时确保植物光合作用有效进行，并到有效的保温作用。

3建筑方案

3.1类型一 3.2类型二

顶棚 隐框单坡采光顶结构

主钢结构

钢桁架形式

前后钢结构立柱基础 钢筋凝土基础

顶棚支撑结构 主次檩条方格布置形式

4光伏大棚温室系统可选配置

4.1开窗系统（以达到通风降温的效果）

例如，湿帘为一风机降温系统：利水的蒸发降温原理实现降温目的．特制的湿帘能确保水均匀淋湿个降温湿布墙，当空气穿透湿帘介质时，与湿润介质表面进行水气交换实班对空气的加湿与降温

4.2喷雾系统

对于温室不仅起灌溉作用，还可以起到降温，调节湿度，叶面施肥等作用。

4.3生长系统

LED 植物生长所400一520nm 一蓝色的光线以及610-720nm 红色光线，对于光合作用最大520 一 0nm 一绿色的光线，被植物色素吸收的比率很低）。通过改变电流可以使LED 发出不同色的光，LED 还可以方便地通过化学修饰方法和调整材料的能带结

南侧

发电组件和专用附框与钢骨架柔性连接 北侧 屋顶部位采用普通夹胶玻璃

南北侧

立面采用锯化大板玻璃

构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光．如小电流时为红色的LED ，随着电流的增加，可以依次变为橙色，黄色，最后为绿色．

叶绿素a ，b 的吸收峰

选择蓝红LED 灯，两种波长的光线，覆盖光合作用所需的波长范围，蓝色（470nm ）和红色（627nm ）的LED 灯，可以提供植物所需的光线

5应用点

5.1光伏发电效益

5.2社会经济效益

提高土地利用率：可以在向阳面和背阴面根据不同的光照条件配置以对光照要求不同的植物；较高的大棚可以构建立体农业，借用LED进行补光，例如在育苗时，可以把育苗床上架等。在一定的土地空间上，光伏式农业大棚实现了农业作物经济和能源发电效益的“双赢"

促进农民再就非：可以解决一部分农民以及40-60农村留守人员的就业

农业高效模化的示范作用：温室大棚与屋顶技术相结合的光伏大棚，不仅可以保证棚内设施的正常运转，还可以储存雨水、雪水等循环利用，是集低碳、节能、环保、旅游于一身的新型高料技农业生态建设项目，这极大地促进了传统农业向工业化农业的发展，也对地区的农业发展起到了良好的示范作用。实现了农民、企业、政府的“多赢”局面。

观光旅游和生态农业一体化，“光伏生态大棚”：'还可与旅游结合构建观光农业，与社区农产品需求结合，构建社区农场。与市民体验结合构建开心农场等集高效种植．农业科普。休闲观光于一体的型农业项目经济效益分析；

目前我国政策为：

金太阳工程补贴约11元/w ，光建一体化补贴：7．5元/w；农业清洁能源补贴：上限10元/w ；分布式光伏电价标准：1元/kwh

太阳光伏产业“十二五”规划》已将太阳能光伏生态大棚电站的模式划为光伏建筑一体化示范项目，享受国家财政补贴，根电费收入、`作物利润等，华盛绿能、保定天威、东方日升等进军光大棚的公司给出的结论是6-8年收回成本。光伏大棚的经济效益主要由光伏发电并网补贴和农作物经济效益构成。一般农业蔬菜大棚造价不超过100元／平方米，而光伏农业大棚的造价目前大概为每亩15万元。

5.2.1分析一

利用加拿大模拟软件CREEN进行计算50KW装机容量的发电

建一个100米×10米的标准太阳能光伏蔬菜大棚需投资85万元，但5年半即可收

吓回全部投资，大棚寿命可长达25年以一个黄瓜大棚为例，一个大棚可产黄瓜2.5万公斤，按平均价每公斤6元算．可15万元，光伏发电一年10万度，按国家政策收入10元．扣除相关成本后，一个棚年纯收人可达18多万元，5年半时间足可收回全部投资。

5.2.3分析三

6.1政府扶持政策变动

目前财政补贴政策的变化小会给公司生产经营业续带来很大的风险，但是对于光伏

农业大棚，若补贴政发生变动，将对企业的经营成果产生不利影响。

6.2.自然灾害的影响

台风、洪水等突发性灾害．地面沉降、。土地沙浈化、干旱等在较长时间中才能逐渐显现的渐变有害都是影响光伏大棚正常作物生长的风险因素

7现存问题

由于薄膜光伏太阳能农业大棚模式在我国才刚刚启动，而且多为示范区，太阳能装

机容量普遍较小, 目前并没有大规模推广，还存在诸如前过投入成本较高、太阳能发电与农作物生产相结合关键技术不成熟．运营保障技术不到位以及国家扶持资金比例不高等

问题。具体体现为；

7.1前期投入成本很高，农业企业或农民独自承担小起

自前，我国的非晶体硅薄膜光伏太阳能电池生产线大部分引自国外，国内企业并不掌握太阳能电池制造的核心技术，加之近年来原材料价格步步攀升，导致我国的太阳能电池生产成较高。据调查，一块非晶体硅薄膜太阳能电池板（长1.4米，宽1.1米）的内销价格为1000元人民币或I瓦6元人民币．如果一亩设施农业大棚顶的2/3面积安装太阳能电池板（太阳能装机容量50千瓦），仅太阳能电池板至少需30元人民币，如果再如一上安装费、控制器．变电器、配电箱以及蓄电池等，可能要高达50万元，整个薄膜光伏太阳能农业大棚的温室类型，内有加温、降温和通风设施；的总投入大概需要近100万元。从表1 可知，目前我国在建的或已建成的薄膜太阳能示范大棚均全部由当地政府直接投愦，规模较大的才有企业资金参与。因此，如果没有政府资金的投入，完

全由企业或个人承担。负担压力较大，不利于大面积设施农业大枷上的应用。

7.2薄膜光伏太阳能电地与农作物生产相结合关键技术不成熟

传统的太阳能电池是晶硅电池且不透光．近年来快速发展的是薄膜非品硅太阳能电池，这种太阳能电池的最大优点是可以透光，而且温度系数低，在阴天雨天和雾大也能发电，常年累计发电量比晶硅电池发电效率可提高20%左右：据调查，这种薄膜太阳能电池的最大吸收波峰在400-600nm，而植物进行光合作用的有效光谱为440nm的蓝光和660nm的红光区，在理论上薄膜太阳能电池的最太吸收波峰与植物光合作用的吸收波峰并不冲突，可以通过薄膜分光技术将植物吸收的光透太阳能电池板供植物进行光合作用，其它的光用来发电，目前将这种技术应用在设施农业大棚上，是否能完全不影响植物的正常生长还缺乏朴应的前期实验研究，而且如何将分技术与太阳能电池更科学地结

合起来，也是一个新的课题，现在研究的很少，都在探索之中．

7.3已建成的薄膜光太阳能农业大棚多为示范工程，与农业生产结合不紧密

薄膜光伏太阳能农业大棚虽然在我国多个省份大大小小的已建成了20多个但多是概念性的示范性工程“通过到山东、江西等地的示范点调研，发现建成的薄膜光佳太阳能农业大棚头多均没有充分利用．棚内种植农作物很少．甚至只是一个能利用太阳能发电的大棚，棚内并没有任何农作物·当前，薄谟光伏太阳能农业大棚作为一新生事物，仅是概念的展示，并没有和实际农业生产紧密结合，没有起到既能利用太阳发电，又能进行农作物生产一举两得的双赢效果，

7.4配套设施不完善及运营保障技术不到位，导致实际应用效果不理想

由于目前大部分的薄膜光伏太阳能农业大棚仅是示范，所以棚内并没有相应的农业

生产设施如降温和加温设施，我国大部分地区些四季分明夏大温度普遍很高，冬季温度又很低，如果建成的薄膜光伏太阳能农业大棚内没有相应的降温和加湿设施，在炎热和寒冷的季节也很难保证能进行农作物的正常生产．而且大部分农业企业和农民种植者的不掌握太阳能电池的目常维护和保养技术，很多太阳能电池工企业在建成大椭后并没有后续的运营保障技术服务，一旦太阳能电池出现问题就很难保证能正常运行，因此己建

成的大部分薄膜光伏太阳能人存在应用效果不理想的状况“

7.5太阳能发电量与农业生产用电量不相匹配．与当地电网并网存在较人困难

薄膜光伏太阳能大棚能利用太阳能发电，发的电也能到棚内农作物相应生产施上如降温和升温设施，但发电量与用电量并不匹配．比如在炎热的夏季和寒冷的冬天，太阳能发的电量远达不到农业生产用的电量，相反如果是在一般的天气，太阳发的电量就会超过农生产用电，就会有多余的发电量。解决的办法就是与当地电网并网，但目前与当

地电网并网存在成本高，并网要求条件苛刻等问题“

7.6国家补贴比例不高．影响大规模的推广应用

建设一个较小模的薄脓光伏太阳能大棚也要几十万元，规模较大者可能要几百万元，，甚至上亿元。目前我国为了促进太阳能光伏产业的发展而开展的“金太阳示范工”补贴比例最高为50%，这一比例应用在设施农业大棚依然存在投入成本太高，企业和个

人承担的风险大，因此影响了薄膜光俅太阳能大棚大规模的推广应用。

7..7薄膜光伏太阳能大棚结构承重要求严格和现有农业大棚改造成本高

因薄膜太阳能电池普遍采用双玻封装的方式．组件厚度为6-7m，而常规光伏大棚所用保温取璃厚度为4nm，两者厚度相差2-3nm，原有的农业大棚结构承重不能满足光伏组件的承重要求，需要对原有农业大棚结构进行改造和升级，这也导致薄膜光伏太阳能大棚的总体投入增加，限制了薄膜光俅太阳能大棚的大范围使用。

8应用实例．

建设地点建设规模建设企业投资规模人

民币

投构构成运行状态

山东寿光I亩17干

瓦

河北保定天威保变

电气股份有限公司

40万元政府投资建成，能发电

山乐寿光100亩700

千瓦

山东潍坊华天新能

源集团公司

不详政府投资在建

山东寿光光伏大棚

山东寿光光伏大棚

山东寿光光伏大棚

南京汤泉农场太阳能光伏发电站基地外景

9总结

生态农业光伏大棚项目是利用农业大棚棚顶进行太阳能发电，棚内发展高效生态农业的综合系统工程。高效的生态光伏农业大棚项目不额外占用耕地，实现原有土地增值，农业光伏项目将生态农业、绿色发电结合，最大限度利用资源，在获取高效农业、绿色发电经济效益的同时，实现节能减排的社会效益。