当前位置:首页 > 光伏资讯 > 产业 » 光伏电站 » 最新新闻 > 正文

农光互补电站光资源分布研究

来源:阳光工匠光伏网发布时间:2015-07-22 09:35:06
  为了突破光伏电站用地的困境,农光互补光伏电站项目在国内外得到快速发展,我国对光伏农业项目给予补贴支持。在光伏农业的快速发展中,令光伏从业者、设计院等比较困惑的事情是,普通的光伏电站下、农业大棚下种植什么最合适,效益最大?而目前一些光伏大棚工程状况令人震惊,如《光能》2015年5月刊,第85期张喆《光伏大棚or大棚光伏》中提到,某山地食用菌生产基地,其实是假借种蘑菇圈了一大片山地;某国企江苏的1000亩农业大棚已经并网发电,但是大棚下却是野草……因此,光伏电站如何与农业大棚结合,迫切需要解决种植问题,亟待深入研究。
  一、光对万物的意义
关于上帝用六天创造宇宙万物,《创世记》是这样记载的:第一天,上帝说要有光,就有了光;第二天,上帝说要有天空,就有了天空;第三天,上帝说要有陆地和海洋,就有了陆地和海洋;第四天,上帝说要有太阳和月亮,就有了太阳和月亮;第五天,上帝说要有鱼和飞鸟,就有了鱼和飞鸟;第六天,上帝说要有动物和人,就有了动物和人。
从上帝创造万物的过程,我们可以看到,有了光才可以生万物。光是太阳辐射能以电磁波形式投射到地球表面上的辐射线。光主要来自太阳辐射,其他星体的光仅占极小部分。光是生命的极为重要的生态因子之一。地球上所有生命都是依靠进入生物圈的太阳辐射能流来维持的。太阳辐射对地球表面和水体不仅带来光照,还直接产生热效应。光能影响有机体的理化变化,从而产生各种各样的生态学效应。
(1)光对动物和植物的生存提供能量的来源。动植物对光的刺激都会产生一定的反应,如视觉、繁殖、发育、行为、分布等。
(2)光直接影响植物的光合作用和色素的形成。没有光,绿色植物难以生存。水环境的光照条件远远不及陆地,即使在水的上层,光照强度也较空气中小得多,在水体的深处则是永远黑暗的。因此光在水生植物的生活中具有特别重要的生态意义。没有阳光,绿色植物就不能进行光合作用,也就不能生存。光不仅影响植物的生活,还影响植物的分布。在陆生植物中,有些只有在强光下才能生长得好,如松、杉、柳、槐、玉米等;有些只有在密林下层的若光下才能生长得好,如药用植物人参、三七等。
(3)光对于动物的重要意义,一方面是通过植物和影响其他环境因素的动态而产生的间接关系,另一方面主要起着信号作用,对于动物的行为和生理上有很大影响。在有些情况下光是动物生活中所需要的环境因子之一。阳光,对动物的影响也很明显。阳光能够影响动物的体色。例如,大多数鱼身体背部的颜色较深,腹部较浅,这就与阳光的照射有关系。光照还能影响动物的生长发育。有人做过这样的实验:把蚜虫培养在连续无光照的条件下,所产生的个体大多没有翅;把蚜虫培养在明暗交替的条件下,所产生的个体大多有翅。然而,光对动物的深刻影响在许多方面还没有充分的了解,因为光对有机体的作用可能是直接的,也可能是间接的,还有可能是通过对其他环境因子的影响而起作用。
光资源是光伏电站建设的核心要素,当场地、电网等条件合适,即可建设光伏电站,戈壁滩、山地等均可,但戈壁滩、山地等缺水的地方可能并不适合农业生产。影响动植物生长的因素有很多,阳光、温度、水、空气湿度、土壤中的养分、空气的成分等等。其中阳光和温度对作物的影响最大,而光伏电站对环境温度的影响有限,光伏大棚的温度也是可调的,因此本文主要分析光伏电站中、农光大棚中光资源的分布。
 二、项目所在地光资源分析
 2.1 我国光资源分布
我国属太阳能资源丰富的国家之一,全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时。
农光互补电站光资源分布研究
  图1我国太阳能资源分布图
按照日照辐射强度上图中将我国分为四类地区。
一类地区(最丰富带)全年辐射量在6300MJ/m2以上。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部、新疆南部、河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部等地。
二类地区(很丰富带)全年辐射量在5040~6300MJ/m2。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏中北部和安徽北部等地。
三类地区(较丰富带)全年辐射量在3780~5040MJ/m2。主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区,春夏多阴雨,秋冬季太阳能资源还可以。
四类地区(一般带)全年辐射量在3780MJ/m2以下。主要包括四川、贵州两省。此区是我国太阳能资源最少的地区。
一、二、三类地区,年辐射量不小于3780MJ/m2,是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区,面积较大,约占全国总面积的2/3以上,具有利用太阳能的良好条件。四类地区虽然太阳能资源条件较差,但仍有一定的利用价值。

  表1我国光资源分布划分
2.2 项目所在地光资源分析
本农光互补项目位于安徽宿州。宿州简称为“宿”,安徽省地级市,宿州市位于安徽省北部。地理位置东经116°09′-118°10′、北纬33°18′-34°38′。襟连沿海,背倚中原,素有安徽省北大门之称。宿州市位于黄淮平原南端,属北温带半湿润季风气候,是南北冷暖空气交汇的过渡地带,季风气候明显。宿州四季气候变化大,冬季的时间比较长,有四个月之久,比较寒冷;夏日炎热,持续时间较长;春秋两季很短,气候适宜,雨水适中,空气潮湿。宿州多年平均降雨量为840mm左右,降水量的年际变化大,最大年降雨是最小年降雨的3.2倍,5-9月份降雨占年降雨量的四分之三,常以大雨、暴雨、特大暴雨形式出现,极易发生洪涝灾害。
根据宿州的水平面光资源分析,该市年辐射量为1351.9kWh/m2,即4866.84MJ/m2。属我国第三类太阳能资源区域,非常适合建设太阳能光伏发电项目。
  表2宿州气象要素

三、农光互补模式光资源分析
  3.1 模式1光伏电站与农业的简单结合
光伏和农业的简单结合,是在光伏阵列间距中,种植农作物,两者结构上是独立的,在空间布局上相互结合,选择种植低矮的农作物,或者提高光伏组件高度,保证种植的农作物的高度低于光伏阵列,避免影响光伏发电。

  图2常规的大型地面光伏电站
常规设计的大型地面光伏电站常采用光伏组件竖向双排布置。该地建设的光伏电站可采用260Wp的光伏组件竖向双排2X22安装在一个支架单元上设计,22块光伏组件串联为一个组串。1MW光伏电站,配置两台500kW逆变器和1台1000KVA的就地变压器。每台逆变器接入96串光伏组串共549.12kWp。通过PVsyst进行模拟,宿州地区的光伏组件最佳角度为27度,光伏阵列南北中心间距为7米,组件下端距离地面高度为1米。组件倾斜面上辐射量为:
  表3组件倾斜面上辐射量
对光伏阵列之间农业种植区的光资源分布,利用PVsyst建模,将光伏阵列下方和阵列之间的区域,模型的第三排和第四排阵列中间区域(黄绿色中间区域),按照1米一个宽度、0.5米一级高度划分网格,模拟阵列之间不同高度的、位置的光资源,通过分析,全年的光资源立体分布图如下:

  图3PVsyst内光伏阵列建模


 
  图4光伏阵列间年辐射量立体分布图
上图为光伏阵列种植区内的光资源立体分布图,图中,A区——G区每区的宽度为1米。由图中可以看到,光伏阵列之间的区域光资源最好,光伏组件的下方光资源较差。光伏阵列区的光资源分配与空间高度也有关系,从上图中,我们可以看到,随着高度的增加,光伏组件下方的光资源在减少,而阵列之间的光资源在呈上升趋势,达到80%左右。
各区域地面光资源占全年光资源的百分比如下:
  表4各个分区的地面月辐射量

 
由于光伏电站无遮挡规定的时间为当地真太阳时冬至日9:00—15:00之间,因此冬季农作物的高度要低于前排组件上端到后排组件下端两者之间的连线。这一连线,也就是农业大棚棚顶的设计依据。光伏与农业在常规光伏电站中简易结合种植农作物时,春秋季、夏季种植的农作物高度,可以根据农作物的生长规律、春夏秋三季太阳高度角的变化结合确定。

特别声明:
凡本网注明来源: "索比光伏网或索比咨询"的所有作品,均为本网站www.solarbe.com合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。

经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明来源: "索比光伏网或索比咨询"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
推荐新闻
东方日升与湖北能源集团新能源签订仙桃农光互补项目股权转让协议

东方日升与湖北能源集团新能源签订仙桃农光互补项目股权转让协议

近日,东方日升新能源股份有限公司(简称东方日升)与湖北能源集团新能源发展有限公司,在湖北成功举行东方日升仙桃99MWp农光互补电站项目股权转让协议签约仪式。湖北能源集团新能源发展有限公司陈奎勇、丘劲东、李仲

东方日升农光互补电站项目
2021-02-04
阿特斯工商业逆变器为浙江嘉善注入低碳新动能

阿特斯工商业逆变器为浙江嘉善注入低碳新动能

该项目装机容量为660kW,共使用11台阿特斯CSI-50kW光伏逆变器,以优质的产品提升光伏电站的稳定性。利用园区工厂屋顶面积,盘活闲置资产,节省生产成本的同时,降低生产过程中能源消耗带来的碳排放。

阿特斯光伏逆变器光伏电站
2024-11-06
我国单体最大光伏基地项目并网发电!

我国单体最大光伏基地项目并网发电!

国家能源集团今天(11月5日)发布,我国单体最大采煤沉陷区光伏基地——蓝海光伏电站正式并网发电。项目年发电量57亿千瓦时,可供200万户家庭一年的用电需求。

国家能源集团光伏电站光伏基地
2024-11-05
再传捷报!阿特斯134兆瓦电站投入运营!

再传捷报!阿特斯134兆瓦电站投入运营!

2024年10月31日,阿特斯阳光电力集团(Canadian Solar Inc., NASDAQ: CSIQ,简称“阿特斯集团”)发布新闻,宣布其子公司——全球领先的太阳能和储能电站开发商及所有者Recurrent Energy,在德克萨斯州开发的134兆瓦(100兆瓦,交流)自由太阳能光伏电站项目(Liberty Solar)已投入运营。

阿特斯太阳能光伏电站
2024-11-01
通威太阳能科技合肥基地9.98MWp分布式屋顶光伏电站顺利启动组件安装

通威太阳能科技合肥基地9.98MWp分布式屋顶光伏电站顺利启动组件安装

10月30日,通威太阳能科技合肥基地9.98MWp屋面分布式光伏发电项目首件组件开始安装。截止目前,合肥基地已建成并网分布式光伏电站装机容量18.7MWp,待该项目建成并网后,合肥基地分布式光伏装机容量将达到28MWp,实现全年绿色发电约2800万kWh,预计全年为合肥基地减少二氧化碳排放量约15600 吨/年。

通威股份屋顶光伏电站
2024-11-01
六类“光伏+”创新引领模式!浙江发布《“共富光伏农业提升工程”创新引领工作方案》

六类“光伏+”创新引领模式!浙江发布《“共富光伏农业提升工程”创新引领工作方案》

近日,浙江省能源局关于印发《浙江省“共富光伏农业提升工程”创新引领工作方案》的通知,《方案》明确六类创新引领模式。“共富光伏农业提升工程”即通过光伏技术提升农业技术水平与生产效益,拓展农业领域光伏应用场景,是设施农业提升的重要抓手,也是促进农户稳定增收、村级集体经济发展及农村共同富裕的重要举措。为推动“共富光伏农业提升工程”有序实施,以点带面加快培育“光伏+农业”新技术、新模式、新业态,浙江省能源局商省自然资源厅、省农业农村厅,编制了浙江省“共富光伏农业提升工程”创新引领工作方案。

光伏+光伏农业
2024-05-21
中德行业专家聚首 | 正泰新能源出席GIZ“光伏农业助力碳中和研讨会”

中德行业专家聚首 | 正泰新能源出席GIZ“光伏农业助力碳中和研讨会”

8月23日下午,德国国际合作机构(GIZ)和全联新能源商会(CNECC)在中德能源合作伙伴关系框架下共同举办“光伏农业助力碳中和研讨会”。本次研讨会邀请到来自中德两国研究机构、智库和企业的业界专家及嘉宾,聚焦两国光伏农业发展的现状、标准和激励措施,共同探讨发展经验与挑战,并总结分享了相关试点项目的最佳实践。正泰新能源作为国内开展农光互补项目实践经验较为丰富的新能源企业,应邀出席研讨会。

正泰新能源光伏农业光伏发电
2022-08-25
人民日报海外版刊登运鸿集团光伏产业共同致富

人民日报海外版刊登运鸿集团光伏产业共同致富

人民日报海外版第六版报道了十三五期间运鸿集团在发展现代农业、助力脱贫攻坚方面取得的成绩。报告中详细描述了运鸿集团在发展光伏+科技产业扶贫中,以光伏+农业的形式建设了多个优质光伏智能温室,解决了就业问题。

运鸿集团光伏扶贫光伏农业
2021-11-01
中广核与湖北襄阳签署1GW农光互补项目,总投资50亿元

中广核与湖北襄阳签署1GW农光互补项目,总投资50亿元

6月7日,襄州区与中国广核新能源控股有限公司(简称中广核新能源)签署协议,合作共建全省清洁能源建设示范区项目。根据协议,中广核新能源投资50亿元,在襄州区新建装机容量约100万千瓦农业光伏复合项目。中国广核集

襄州区光伏市场光伏装机容量光伏农业复合项目
2021-06-11
返回索比光伏网首页 回到农光互补电站光资源分布研究上方
关闭
关闭