光伏技术在农业大棚上的应用

顾俊 尹明礼

摘 要：随着我国社会主义经济市场的迅猛发展，直接推动了国内新能源农业技术的研制进程。其中，光伏农业大棚技术就是主要体现之一。光伏农业大棚是我国生态农业的主要实施项目之一，其主要原理是通过农业大棚的棚顶对太阳能进行收集，从而转化成所需资源类型，以保证实现国家对各业“低碳生产”的发展目标，同时促进生态农业综合系统工程的高效发展。本文通篇根据光伏农业大棚的发展现状和具体分类进行详细介绍，其次向读者阐述出光伏技术应用于农业大棚中的优势，同时描述了不同类型的光伏农业大棚的特点及其组件、支架结构、变逆器等特殊组成部分，最后提出对光伏大棚设计的意见与建议。

关键词：光伏技术;农业大棚;应用

引言

大棚在发展初期仅用于蔬菜的生产栽培，但是伴随我国社会主义经济市场以及先进科学技术的快速发展，国内的农业大棚技术应用范畴已经开始向多方面扩展，诸如盆花栽培、葡萄、西瓜、甜瓜、樱桃、冬枣、柑橘等跨季水果栽培，以及林木育苗、畜牧养殖等方面。我们按照农业大棚的结构、功能、采光、材质、室温、外形等方面的区别可以将其分为多种类型，例如：简易大棚、智能大棚、单栋大棚、玻璃大棚、单屋面大棚、加温大棚、温室大棚、塑料大棚、连栋大棚、双屋面大棚、不加温大棚等。

一、光伏技术在农业大棚应用中的优势

新型农业大棚作为新时代发展的产物，自身具备时代独有的实用性与科学性，较之传统农业大棚有着先天优势。因此，新型农业大棚能够很好的与国家提倡的“新能源计划”相互结合，光伏农业大棚就是光伏技术与新型农业大棚的结合产物，也是光伏技术在农业大棚中得以良好应用的主要体现。通过将光伏技术应用于农业大棚中，直接推动了我国新能源开发的发展进程，例如;光伏农业大棚发电项目。光伏农业大棚技术发电项目是在新型农业大棚的建设期间，将太阳能光伏发电系统与农业大棚本身进行有机结合。光伏农业大棚发电项目是特色种植与太阳能发电两个项目工程的结合体，是具有较强综合性的农业开发项目。我国社会经济的发展促进了新型生态农业体系的形成，目前，国内的日光温室、塑料大棚的建筑面积已经达到200多万公顷以上，在此，我们做出假设，将大棚占用面积进行良好的光伏发电基础建设，既可以节省大量的土地资源、电力资源以及生产力的同时，还能够为温室内的照明灯、补光灯、浇灌设备、植保设备提供更直接的电力使用途径。除此之外，光伏农业大棚发电项目还为人们的生活、工作、学习、娱乐等方面提供了稳定的电力基础。

二、光伏农业大棚的主要类型

由于我国新能源开发技术和农业技术的迅猛的发展，影响着新型生态农业的创新发展，因此，国内的光伏农业大棚如果根据光照程度来区分的话，大致可以分为两种，分别是：全遮光型以及部分遮光型。首先，全遮光型大多数是作为日光大棚结构类型，大棚内几乎完全隔绝光照，能够较好地控制温差，此类大棚结构较适用于食用菌类产品的培育。其次是部分遮光型，部分遮光型按照大棚内所培育的产品种类的不同，光伏组件的位置排列也具有较大的差异，遮光面积的比例大多数占据20%-80%之间。光伏组件通过直线形式排列在采光面的背部，较之背部，前部的光伏组件排列数量较少。为了保证种植作物的生长，必须将遮光带更多的排列在采光面后部;同时可以通过马赛克的方式将光伏组件排列在棚顶的向阳面上。双玻组件因为自身呈现出马赛克形状，并具备一定的薄透性和漫射性等特征，能够使得大棚内的光照变得比较均匀，甚至是达到无影效果。基于此，保证大棚内种植作物的顺利生长[3]。

三、光伏农业大棚的设计

众所周知，光伏农业大棚的光伏系统与普通光伏地面电站或屋顶分布式系统的不同之处取决于其自身独特的结构设计与功能设计。

随着我国科研技术的发展，作为光伏农业大棚的重要组成部件的晶硅体光伏组件，其技术的研发也随之趋近成熟。我国现阶段的晶硅体光伏组件技术具有性能稳定、故障率低、安装快捷、操作简单等方面优点，并且使用年限足有25年之久。其次就是非晶体硅薄膜电池，其自身在薄透性、弱光效应以及高温性能方面具备一定的先天优势，但是自身损耗率较高，使用年限是晶体硅光伏组件的50%，如果使用者对光伏农业大棚有长时间的需求，那么晶体硅是最佳的选择，而短期的生产培育，选择非晶体硅薄膜电池为最佳[4]。

由于种植作物对温湿度的需要，因此大棚内的温湿度一般情况下恒定在60%以上，大棚内湿度过高会引起钢构表面、大棚膜面等部位出现冷凝、结露等现象。长期处于高湿环境下，对钢结构本身就会引起腐蚀现象，因此，对排列在大棚内的光伏组件、接线盒、电缆、汇流箱、桥架等部位较容易因其运行故障以及安全风险。例如：减少了设备本身的绝缘程度、致使导电金属以及电力板遭到侵蚀、减少使用年限、导致电器短路故障等等问题，情况最为严重的就是光伏组件。所以，在高湿环境下，大棚内的组成部件建议采用由抗电压诱导衰减成分组成的部件。

四、光伏大棚的实际应用

随着现代化科技高效农业的研发技术发展，全新的光伏农业大棚逐渐成型，其主要是由晶硅体光伏组件和传统农业大棚有机组合而成。既可以保护农村的生态环境，供应更优质的能源，全面发展农村综合经济，还可以周边城镇的蔬菜、水果紧缺的问题，确保食品的安全质量，加速实现了我国建立大格局全新生态农业的发展目标。光伏大棚的开发，调整国内农业经济发展结构的同时，很大程度上促进了“三农”产业的深入开展与落实[5]。

五、结语

综上所述，随着我国高新科研技术的飞速发展，大力促进了我国对于新能源的开发与研究，光伏技术就是其研究成果之一。为顺应时代发展需求，我国农业领域将光伏技术的科学合理的应用到农业大棚中，形成了全新的光伏农业大棚以及光伏农业大棚发电项目，加速了我国新型生态农业的发展落实，调节了国内农业整体经济发展结构。谨以此篇，供相关人员参考借鉴，以期为我国光伏技术在农业大棚中的应用作出一份贡献。

参考文献

[1]任俊芳，程毅，陶新娥.3G技术在农业大棚远程控制中的应用[J].科技视界，2012（18）：193，210.

[2]王东涛，鞠凤船.农业大棚温湿度监控系统设计[J].安徽农业科学，2010（35）：20446-20447.

[3]齐志才，韓成浩.农业大棚温度适时监测系统设计方案[J].农业与技术，2002（6）：111-112，116.

[4]刘建业，薛增涛，梁永春，等.现代农业大棚环境调节与管理的仿人控制系统[J].河北科技大学学报，2004（3）：62-65.

[5]徐彩娟.物联网技术在农业大棚中的应用研究[J].科技信息，2012（30）：302，305.