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十三五期間 分布式光伏發(fā)電農(nóng)業(yè)是未來發(fā)展優(yōu)勢(shì)
日期:2016-12-30   [復(fù)制鏈接]
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2、我國(guó)發(fā)展光伏農(nóng)業(yè)的主要技術(shù)及優(yōu)勢(shì)


2.1、發(fā)展光伏農(nóng)業(yè)運(yùn)用的技術(shù)


①集光伏發(fā)電、特征光譜LED照明一體的多功能農(nóng)業(yè)設(shè)施包括具有頂棚和側(cè)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(zhǎng)波波段(600nm以上)的光,在利用光能發(fā)電的同時(shí)為植物提供所需的光照。溫室內(nèi)設(shè)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(zhǎng)的需求。該設(shè)施不僅節(jié)能省電,而且利于植物生長(zhǎng),還可以在很大程度上提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量。

②太陽能作物害蟲誘殺裝置該項(xiàng)技術(shù)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(yīng)的農(nóng)業(yè)作物害蟲誘殺裝置,該發(fā)明處于國(guó)際領(lǐng)先地位。該技術(shù)包括光伏發(fā)電技術(shù)、光感三位追蹤技術(shù)、太陽能光熱技術(shù)、高壓放電技術(shù)、半導(dǎo)體紫外線發(fā)射技術(shù)、昆蟲性激素釋放技術(shù)。通過一套獨(dú)立高效的太陽能系統(tǒng),可以在田間自動(dòng)跟蹤太陽發(fā)電,通過特殊設(shè)計(jì)的蓄電裝置最大限度蓄積電能,同時(shí)將光熱管產(chǎn)生的熱能收集存儲(chǔ)。晚上,該系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)誘殺趨光性害蟲的黑光發(fā)生器和高壓電裝置,同時(shí)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(kuò)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。

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(diǎn)跟蹤、變換和控制等環(huán)節(jié),驅(qū)動(dòng)直流永磁電機(jī)或高效異步電機(jī)以帶動(dòng)高效水泵的一種光機(jī)電一體化系統(tǒng),可用于農(nóng)田灌溉、景觀噴泉、魚池增氧、高速公路綠化、海濱鹽場(chǎng)供排水等領(lǐng)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(gè)光伏揚(yáng)水示范工程,解決了當(dāng)?shù)剞r(nóng)田灌溉用水問題。自主研發(fā)的小型濕式永磁潛水電機(jī),替代傳統(tǒng)的潛水電機(jī)機(jī)械密封工藝,效率比目前市場(chǎng)廣泛使用的同規(guī)格交流異步潛水電機(jī)提高20%以上。

④太陽能光伏廣譜滅蟲燈該滅蟲燈包括設(shè)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(shè)有電網(wǎng),且下面設(shè)有接蟲袋。該滅蟲燈燈體中間設(shè)有連接變頻控制器的起輝燈管,可以針對(duì)不同環(huán)境下的不同害蟲種類進(jìn)行誘捕,對(duì)害蟲的殺傷力大、針對(duì)范圍廣,并且可以根據(jù)田地的大小進(jìn)行頻率控制,使滅蟲燈達(dá)到最仕的工作效率。

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(jì)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(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)交流電壓和頻率。太陽能產(chǎn)生直流電,可以通過光伏并網(wǎng)逆變器直接將電能轉(zhuǎn)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(dāng)前業(yè)界最先進(jìn)的技術(shù)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(zhì)與高可靠性,它是應(yīng)用范圍最廣的產(chǎn)品。

2.2、在我國(guó)發(fā)展光伏農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢(shì)


①需求優(yōu)勢(shì)

我國(guó)土地資源有限,發(fā)展光伏農(nóng)業(yè)有利于實(shí)現(xiàn)土地資源利用最大化,契合我國(guó)土地集約化生產(chǎn)的需求。光伏農(nóng)業(yè)不但不存在土地指標(biāo)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(nóng)業(yè)是一個(gè)高效設(shè)施農(nóng)業(yè)項(xiàng)目,如薄膜光伏太陽能發(fā)電農(nóng)業(yè)大棚,由于薄膜太陽電池可做成透光的,所以不影響設(shè)施大棚下的農(nóng)業(yè)生產(chǎn),不需要擔(dān)心光照度的問題。同時(shí)充分利用設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚頂部的空間鋪設(shè)薄膜太陽電池進(jìn)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(shè)施農(nóng)業(yè)提供電量并為當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)提供電力,節(jié)省生產(chǎn)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(nóng)業(yè)將太陽能與農(nóng)業(yè)結(jié)合,能真正實(shí)現(xiàn)低碳農(nóng)業(yè),達(dá)到很好的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。與傳統(tǒng)太陽能電站相比,光伏農(nóng)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(guó)取得了舉世矚目的成就,同時(shí)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(guó)資源需求,在水利方面,光伏市場(chǎng)也具有強(qiáng)大的需求優(yōu)勢(shì)。從水利這一層面來說,利用光伏揚(yáng)水技術(shù)能夠進(jìn)行節(jié)水灌溉、水利抗旱提水等,在很大程度上解決農(nóng)業(yè)灌溉水資源缺少的環(huán)境問題。如果我國(guó)采用光伏揚(yáng)水技術(shù)進(jìn)行灌溉,僅1%的旱地就能實(shí)現(xiàn)每年250t/667mZ澆灌量,帶來高達(dá)400GW的光伏市場(chǎng)需求。

②資源優(yōu)勢(shì)

在我國(guó)發(fā)展光伏農(nóng)業(yè),有著太陽能資源的優(yōu)勢(shì)。太陽能的資源分布與多種因素有關(guān),如各地的經(jīng)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(shí)數(shù)這兩個(gè)指標(biāo)來表示當(dāng)?shù)靥柲苜Y源的多少。我國(guó)屬于典型的太陽能豐富地區(qū),我國(guó)各地太陽年輻射總量達(dá)335837kJ,因此我國(guó)發(fā)展光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)有著豐富的資源優(yōu)勢(shì),并且我國(guó)電力緊缺的地方往往是光照強(qiáng)度較強(qiáng)的地區(qū),在這些地區(qū)建設(shè)光伏農(nóng)業(yè)大棚可以在一定程度上改善傳統(tǒng)電網(wǎng)無法到達(dá)而導(dǎo)致的供電短缺問題。

我國(guó)面臨的能源資源形勢(shì)十分嚴(yán)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(chǎn)業(yè)的太陽能作為一種可再生的清潔能源,是改變我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的有效途徑。

③政策優(yōu)勢(shì)發(fā)展

光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)“十二五”的重要方略之一。目前,我國(guó)的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)具備了進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。而實(shí)施鼓勵(lì)光伏發(fā)電發(fā)展的政策是進(jìn)一步促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要舉措。

自20世紀(jì)70年代以來,國(guó)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(nóng)村地區(qū)的太陽能的開發(fā)與利用。到了20世紀(jì)90年代,國(guó)家部門又相繼頒布了《建筑節(jié)能“九五”計(jì)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(guó)節(jié)約能源法》等政策文件。2013年,政府更是推出《國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若十意見》,其中就提出“到2015年總裝機(jī)容量要達(dá)到3500萬kW以上”,這一規(guī)劃將此前的目標(biāo)一舉提高了75%。同時(shí),對(duì)并網(wǎng)、電量收購(gòu)、補(bǔ)貼、土地政策進(jìn)行了逐一細(xì)化,為分布式光伏項(xiàng)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(chǎn)業(yè)步伐方面中國(guó)政府所下的決心。

2014年,國(guó)家能源局提出了全年14000MW的光伏發(fā)電目標(biāo),大規(guī)模的光伏發(fā)電應(yīng)用也隨著這一目標(biāo)的提出正式提上議程。2014年7月中旬,我國(guó)出臺(tái)了《關(guān)于進(jìn)一步落實(shí)分布式光伏發(fā)電有關(guān)政策的通知》,該文件提出“利用廢棄土地、荒山荒坡、農(nóng)業(yè)大棚、灘涂、魚塘、湖泊等土地資源建光伏發(fā)電項(xiàng)目。”這是我國(guó)首次將農(nóng)業(yè)大棚、魚塘等正式列入分布式光伏項(xiàng)目中,并提出了執(zhí)行當(dāng)?shù)氐?span id="ksaylz3" class="KSFIND_CLASS" id="95KSFindDIV">光伏電站標(biāo)桿電價(jià)(即地面電站)政策的建議。

這些政策優(yōu)勢(shì)有效地解決了光伏行業(yè)在發(fā)電量收購(gòu)、融資困難、補(bǔ)貼發(fā)放不到位等方面的困擾,令國(guó)內(nèi)從事光伏行業(yè)的企業(yè)信心倍增。隨著光伏優(yōu)勢(shì)政策口趨明朗,農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的光伏市場(chǎng)前景也一片大好,光伏生態(tài)農(nóng)業(yè)大棚一體化項(xiàng)目指引著分布式光伏電站的建設(shè),使企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站電費(fèi)的收入。該項(xiàng)目還可以通過在生態(tài)農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)種植作物為公司帶來更可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

④發(fā)展優(yōu)勢(shì)

從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來看,建設(shè)光伏農(nóng)業(yè)大棚要求比較高,其使用年限在25a以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了普通大棚的使用年限,從而避免了每年由于重復(fù)建設(shè)農(nóng)業(yè)大棚造成的資源浪費(fèi),節(jié)約了大量的生產(chǎn)成本和社會(huì)資源。另外,在光伏農(nóng)業(yè)的整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)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(duì)農(nóng)作物的有害光波,例如紫外線通過光伏農(nóng)業(yè)系統(tǒng)對(duì)農(nóng)作物的傷害將會(huì)減小。當(dāng)前,隨著化肥農(nóng)藥等過度使用,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境遭受到較為嚴(yán)重的破壞,土地惡化、天敵受損、水質(zhì)下降、病蟲害嚴(yán)重,已嚴(yán)重危及人們的生存環(huán)境和身心健康(例如,農(nóng)作物上殘留的農(nóng)藥會(huì)對(duì)人們的身體健康產(chǎn)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(xué)產(chǎn)品對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,嚴(yán)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(dòng)植物生態(tài)鏈瀕臨斷裂)。而發(fā)展光伏農(nóng)業(yè),廣泛應(yīng)用光伏大棚、光伏養(yǎng)殖場(chǎng)、太陽能殺蟲燈、太陽能植物生長(zhǎng)燈、太陽能滅菌燈等都能有效地減少農(nóng)藥、化肥的使用量和廢氣排放量,改善生態(tài)環(huán)境。
 
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