光伏大棚方案
光伏大棚方案
光伏大棚方案
中电国红河北电力有限公司
·保定
一、国家政策
9月25日，国土资源部国务院扶贫办国家能源局联合发布《关于支持光伏扶贫和规范光伏发电产业用地的意见》（【】8号），主要确定的光伏扶贫项目及利用农用地复合建设的光伏发电站项目。
在这份文件中，首次出现了“光伏复合项目”的说法。
主要规定有：
1、永久基本农田不能用（底线）
2、对于使用永久基本农田以外的耕地布设光伏方阵的情形，应当从严提出要求，除桩基用地外，严禁硬化地面、破坏耕作层，严禁抛荒、撂荒
3、利用农用地布设的光伏方阵能够不改变原本的用地性质
4、采用直埋电缆方式敷设的集电线路用地，实行与项目光伏方阵用地同样的管理方式
5、对于符合本地区光伏复合项目建设要求和认定标准的项目，变电站及运行管理中心、集电线路杆塔基础用地按建设用地管理，
依法办理建设用地审批手续
6、场内道路用地可按农村道路用地管理
在8号文件发布之前，有关农光互补光伏项目的文件还有两份：
一、《关于支持新产业新业态发展促进大众创业万众创新用地的意见》（国土资规【】5号）：主要明确了光伏发电项目使用戈壁、荒漠、荒草地等未利用土地的政策，对不占压土地、不改变地表形态的用地部分，可按原地类认定。
二、《关于完善光伏发电规模管理和实行竞争方式配置项目的指导意见》（发改能源【】1163号）：主要明确了各类光伏项目的规模管理办法。（应根据相应的规则争取国家指标，除非农光互补发电项目全部自发自用，则能够不受国家规模指标限制，直接享受国家发电补贴。）
二、项目介绍及发展背景
随着中国农业产业结构的深化调整和转型升级,以科技、高效、安全、环保和多功能为标志的现代化农业项目蓬勃发展。特别是近几年来,国内光伏农业大棚项目日趋成熟, 涌现出一大批优质项目。光伏农业大棚项目是观光农业与设施园艺有机结合的产物,它集光伏发电、农业观光、农业作物、农业技术、园林景观及文化发展于一体的创新型农业产业。
农业光伏温室大棚是太阳能光伏发电、智能温控、现代高科
技种植为一体的温室大棚。它采用钢制骨架，上覆太阳能光伏组件，以保证光伏发电组件的光照要求和整个温室大棚的采光要求。太阳能光伏发出的直流电,直接为农业温室进行补光，并直接支持温室大棚农业设备的正常运行，驱动水资源灌溉，同时解决冬季温室大棚供暖，提高大棚温度，促进作物快速增长。该工程实施后将推动绿色农业生产，真正实现科技高效的循环生态农业。
三、典型光伏大棚介绍
1）玻璃温室型光伏大棚
玻璃温室在观光农业应用较多，结构较为坚固，经过与无边框晶硅组件或薄膜组件的结合可有效开展光伏发电，但需要根据光伏发电调整朝向。同时要考虑光伏发电效益，不应再采用外遮阳机构。主要布置形式如图1所示。
2）2）日光温室型光伏大棚
日光温室是中国最为常见的设施农业载体，在结构上有着较大差别，包括竹竿骨架、焊管骨架及冷弯骨架。前两者一般不适合用作光伏发电，在安装光伏组件后所增加的风荷影响温室的结构强度，一般采用冷弯结构。
为了避免对光伏组件的遮挡，一般安置于后墙，如图2（a）所示。对于该种方式布置的光伏大棚棚内作物采光不存在影响，从安装来看，可充分利用后墙通道或后墙脚手架，安装简便易于保证工程质量。该种方式由于具有后墙维护通道，清扫和外观检查较为便捷，维护成本低。
在光伏大棚实践中，该种方式还可用于种植菌类、有机蔬菜或育苗等方面，由于该类种植不需要较强的阳光，一次前坡可将薄膜或阳光板替换为无边框组件，提高发电收益，在内部配置补光设备保证作物正常生长。该种布置方式如图2（b）所示。
3）敞开式光伏设施农业
敞开式光伏设施农业从农业角度看是一般光伏阵列与大田种植相结合的产物，该种方式可用于种植低矮的作物，如绿叶蔬菜、苗木或茶树等，该种方式最有利于光伏组件布置，无需温室调控，但该种方式不具备或较少具备光伏发电的消纳能力，重点是保证发电效益，在未来面对高渗透率的农村配网不具备竞争力，其布置示意图如图3所示。
四、国内外发展现状
1、荷兰提出KAS ALS Energiebron计划，到2020年，在产量、品质不下降的情况下，减排二氧化碳3.3MT，较1990年消减48%，温室产业使用20%的可再生能源。
第一阶段（近红外用于发电）该类型温室年可发电20Kwh/m2
第二阶段（直射光用于发电）该类型温室年可发电17Kwh/m2, 产热440MJ/m2，折合18.3m3天然气。
第三阶段（除光合有效辐射之外的用于发电）该类型温室年可发电5.3Kwh/m2, 产热204MJ/m2，折合7.8m3天然气。
2、美国：从电池板方面入手
3、日本布置方案变化的研究：经过比较不同光伏组件布置方案（直线布置与上下间隔布置），结果表明，光伏组件上下间隔布置方案其室内作物产量优于直线布置，而且发电量与直线布置方案相差无几。
4、国内发展现状（部分图片）
类型上
基于日光温室
基于连栋温室
五、对农作物的影响
1、9.8%的布置比例下，对室内西红柿生产的影响。
经过一个生长季的实验验证，西红柿的产量与品质与常规温室没有显著差异。
2、50%的布置比例下（南侧屋面全部布置光伏组件），对西红柿生产的影响。
温室960m2，安装了68KWp组件，累计光照辐射量较常规温室减少46%、82%。
总结：植物的特性是不同的，我们能够根据植物的特性来选择光伏组件的排布方式，喜阴的植物能够多排组件，喜阳的植物能够少排布组件或者在大棚的后部排列组件。总之，我们会将组件对
作物的影响降到最低。
六、典型案例
1、西北地区光伏农业大棚典型结合方式：附加式光伏大棚虽然结合度不高，但农光互不影响，能完全确保大棚农业和光伏发电各自功效的最好发挥。
2、华东、华南地区光伏农业大棚典型结合：太阳能连栋大棚适合于华东、华南一代大面积光伏农业一体化项目，当前花卉和育苗类是赢利最优的，纯蔬菜大棚亏损严重。
3、全遮独栋大棚与光伏电站的典型结合：全遮太阳能独栋大棚适合蘑菇养殖、喜阴植物育苗，该典型能在1亩大棚铺设100KW的光伏组件，保证了大棚顶面积的最大利用，利用率能够与地面电站相同。
4、敞开式大棚和光伏电站典型结合：太阳能敞开式农业大棚适合华北、华东、华南等地区的中药种植、天然牧草场畜牧、特种水产品养殖等，是比较有利与农业和光伏双方面的一种结合模式
七、合作模式
业主将大棚屋顶租与我方能够每年纯赚租金或者使用低廉电价。我方负责所有的设计、采购和建造工作，完全负责项目的设备和施工，并对承包工程的质量、安全、工期、造价全面负责。同时还能够吸引大量游客进行观光旅游。
八、总结
建设光伏农业示范园是现代光伏科技与农业生产的有机结合，
在追求经济效益、社会效益与生态效益并举的基础上达到农业经济可持续发展的目的，是符合当前国家农业产业政策的。项目区环境条件好、气候适宜、雨量充沛、土地资源丰富，可充分发展多种农业项目。同时还能够加入微风发电等景观，对吸引游客又是一大靓点。本项目从现代农业生态示范考虑项目的综合开发利用，使项目总体上产生良性循环，项目建成后，保证了城市近郊土地资源的高效利用。生态农业是一种新型的农业生产经营模式，示范园的建设在带动城市区域农业科学技术推广和应用的同时，让经济效益和生态环境同步发展！