光伏农业：掣肘之下如何创新？

农光互补智能光伏电站的先进技术和农业与光伏电站的创新模式，在“十三五”发展规划中将对地区的经济产生极大的推动和示范作用，将真正实现企业、政府、农民、环境四方共赢，将进一步推动农光互补、林光互补、渔光互补光伏电站的广泛建设效应，促进我国现代农业和新能源创新发展。

我国农业发展面临巨大挑战，水土资源约束日益趋紧，农业面源污染加重，农业生态系统退化明显，水土资源管理、生态补偿等体制机制还不健全，传统的农业发展方式已难以为继，推进农业可持续发展十分紧迫。为此，中央关于农业及农村工作会议频繁召开，重量级文件频频发布，今年发布的《全国农业可持续发展规划（2015-2030年）》，是今后一个时期指导农业可持续发展的纲领性文件。

农业光伏作为光伏与农业两种产业的深度结合，是对传统农业技术精华的传承，同时利用现代生物技术、信息技术、新材料和先进装备等，实现了生态农业、循环农业技术模式集成与创新，为农业可持续发展提供有力的技术支撑。

互通互融农业是重点

农业光伏是把农业作为重点，光伏仅仅是设施农业的附加或是农业富余阳光的再利用，是优先考虑土地中农业的需求，且光伏运行过程中能够满足农业对光照的适时需求。

光伏农业侧重光伏的建设投资，重点是考虑光伏本身，几乎忽略农业的需求。目前国内的主要表现形式就是低支架光伏电站、固定式高支架或半高支架电站（净空低于1.5米）。

农业光伏不是光伏电站与传统农业的简单叠加，而是新能源与新农业互通互融，由此派生出来的一个新兴产业，是一项浩大的系统工程，是各学科的高度融合，是我国新农村建设的重要方式，是农业可持续发展的重要解决方案之一，是健康生态农业的必要实现途径。

农业与光伏如何更精准地结合，如何既利用农业剩余空间发电，又基本不影响农业种植甚至提升农业的综合品质，保证农业功能的基本要求甚至优化及推动设施农业的发展，是农业光伏需要深度研究和实践的问题。

农业光伏的实践和未来的推广，长远来看，发展农业光伏对于我国的农业转型具有重要意义；而从短期来看，农业光伏是解决目前光伏产业用地困境的有效措施。

光合原理支持农业发展

作为一个新生事物，我国的特殊情形决定了农业光伏具有积极的现实意义。

根据光照强度与光合作用的关系，光照强度到达一定强度后，光合作用强度不再增加反而随光照强度的增加而急剧下降，进入休眠保护状态。一般而言，在我国的一二类光照资源丰富区域，早晚阳光较弱，却是植物光合作用较强的时候，而上午至下午光照较强，植物处于保护状态，光合作用反而较弱。也就是说全天有近70%~80%的阳光实际是过度富余的，对植物光合作用没有帮助，这也就不难解释为何较荫凉附近的植物反而茂盛的缘由。

同样，大棚种植实践中，进入大棚的阳光大约为投影面积的50%左右情形下，棚内还需做遮阳调节，以避免阳光过烈。

大量的阳光房、大棚种植的实践也说明植物生长并非依靠太阳直射光，散射光更利于植物的生长。植物生长所需光照强度并不高，其光合作用的强度与适宜的环境温度具有更大的关联度。阳光房、大棚的构造主要为人工制造，更适于植物生长的温度和湿度环境。

上述理论为进行农业光伏提供了有力的支持。

农业光伏采用在一般大田作物上方架设跟踪式光伏电池组件，进行太阳能发电，下部空间仍保留原有的种植状态。光伏电池组件水平投影遮挡系数控制在20%~35%的范围内，采用跟踪系统，利于光照较强时提供更多的遮阳比例，为下部空间农作物生长提供合理的光照强度。

为保证各区域植物接受的阳光均匀，光伏组件的安装不能过大集中安装，虽然总体满布率满足要求，但局部区域终年不见阳光，这就歪曲了农业光伏的设计本意。

 

经过实践检验，采用组件宽度1米，空隙宽度1.5米~2米的间隔布局，对下部农作物的光照基本没有构成任何实质性影响。在温度较高、日照过强的地区，该类系统的运行更有助植物生长，提高土地原有亩产量。

诸多特征助推跨界应用

目前农业光伏的几个特征：

新兴科技产业。现代农业+光伏发电，且光伏运行过程中能够满足农业对光照的适时需求。

一体化产业。农业与光伏存在充分的结合，农业种植（养殖）+光伏发电。

多重效益。发电、农业、生态改善多功能并举。

节约土地。立体使用土地，成本较低。

综合投资低，收益最大化。

新产业，不再是仅仅以农民为主体的运营，而是加入了大量工商企业家群体与互联网技术、信息技术、智能控制技术、新能源、现代农业多学科、多领域的高度融合。

高投入，大产出。

资本市场化运营，农业产业化，大量工商业资本投入，大量工商业人才转型进入。

虽然农业光伏的理论基于大田作物的生产机理，但作为一个政策研究，已经具备综合性、多学科、跨领域的特征，具备巨大的研究价值，需要更为广泛的研究、实践和推广。我国城市的高度集中，高密度建筑，已经很难为光伏发电这种优质的清洁能源、分布式能源提供落脚之处，但广阔的城郊接合部、蔬菜基地、养殖基地、荒滩水面为这样一种能源提供了可能。

作为政策研究的范畴，我们建议将农业光伏的范畴扩大到以下领域：设施农业中的大棚改造、菌菇种植、渔光互补、农光互补、牧光互补、地质灾害土壤治理改造、新农村建设、光伏扶贫等诸多跨界领域。