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【深度】光伏农业能否是下一个“金矿”

发表于:2015-12-23    

③光伏组件的电池不统一

光伏行业发展有3个重要的指标:一是转化率高,二是可靠性好,三是成本低。现在我们国内光伏电池主要分为晶硅电池和薄膜电池。在“十一五”末期,我国晶硅电池产量占太阳能电池总产量的95%以上。就目前的报道得知,晶硅电池的光能转化率高于薄膜电池,另外晶硅电池的可靠性已经通过至少25年的验证,而薄膜电池却没有可靠验证过其使用寿命,这样的不确定性使比薄膜电池成本高的晶硅电池仍占据国内光伏产业的主要市场。

④光伏产业会对环境造成一定的污染

太阳能晶硅电池的生产会产生大量的污染,有大量的含氟废水排放。近年来,“洛阳中硅”、“浙江海宁晶科能源多晶硅污染”等事件的发生,引发了人们对于新能源企业重污染的讨论,光伏产业企业如何从本质上解决对环境污染和破坏的重要问题现今备受广大人民关注。

⑤光伏与农业的结合仍缺乏理论研究

光伏电站为节省土地面积和架构成本,力争把光伏电池排列紧密,但不同农作物的采光生长模式不同,因此光伏电池的排列必须考虑农业大棚里不同农作物物对不同采光强度的要求,使光伏电池的排列不影响农作物采光。同时根据当地对不同农作物的需求情况,结合当地土地资源与环境特征设计不同农作物所需的不同规格的光伏电站农业大棚。另外,光伏农业一体化项目集合了设施农业、观光旅游、光伏发电功能,在总平面规划设计时,除要考虑发电工艺合理需求外,还应关注合理布置农业生产工艺流程,实现观光、旅游、示范功能,在功能区划分、道路规划、人流和物流组织等方面统筹考虑。

  ⑥目前的光伏农业推广模式较少,且项目建设存在问题

目前国内很多光伏企业推广的多是“光伏农业大棚”、“渔光互补”等模式。虽然有分析指出通过利用当地的自然景观、农业生态环境与农业生产模式,结合光伏发电、农业生产、生态保护和观光旅游为一体,提高土地单位产出,增加农户收益,最大限度利用资源,增加生态和社会收益。但这些仅仅是企业的大胆设想,目前国内还没有详细具体的成功案例,在光伏农业一体化项目建设实施过程中,有可能会遇到未知的问题。如“渔光互补”模式中,在水面上铺开的太阳能板不能面积过小,又因为大面积建设离不开架构,架构离不开支撑。而各个点水深与水下地质环境并不一样,这不但需要比陆地上消耗更多的材料,而且给设计施工带来很大难度。另外,所需的支撑材料需长期浸泡在水中,这对材质提出很高的要求,即耐腐蚀,防腐问题将带来很大挑战。除此之外,还要考虑到承重能力,设计支架要抗得住风浪的力量,铺设太阳能板的面还要与水面保持一定的距离,以防风浪损坏电气设备。在水面上建设光伏电站要比在陆地上建设复杂得多,不仅不易设计,而且耗时、费工、耗材,建成运行后续维护也存在很大问题,且不说鱼塘上的光伏电池板对鱼塘管理造成的不良影响,单就光伏电站而言,其利用率并未充分提高,且增加了投资成本。

  2、我国发展光伏农业的主要技术及优势

  2.1、发展光伏农业运用的技术

①集光伏发电、特征光谱LED照明一体的多功能农业设施包括具有顶棚和侧壁的温室,具体是在温室顶棚装置分光式薄膜太阳能电池板,这种电池板可直接吸收短波波段(570nm以下)的光,并透过部分长波波段(600nm以上)的光,在利用光能发电的同时为植物提供所需的光照。温室内设有特征光谱LED灯,该特征光谱LED灯所发出光的光谱及半波宽度与所栽培植物的特征光谱相互适合,以满足植物生长的需求。该设施不仅节能省电,而且利于植物生长,还可以在很大程度上提高农产品的品质和产量。

②太阳能作物害虫诱杀装置该项技术是一种以太阳能为电能和热能来源的,涉及物理、生物双效应的农业作物害虫诱杀装置,该发明处于国际领先地位。该技术包括光伏发电技术、光感三位追踪技术、太阳能光热技术、高压放电技术、半导体紫外线发射技术、昆虫性激素释放技术。通过一套独立高效的太阳能系统,可以在田间自动跟踪太阳发电,通过特殊设计的蓄电装置最大限度蓄积电能,同时将光热管产生的热能收集存储。晚上,该系统自动启动诱杀趋光性害虫的黑光发生器和高压电装置,同时打开浸在热水中的害虫性激素密封容器,让性激素缓慢地均匀挥发、扩散,大量的趋光性害虫和受性激素引诱的害虫扑向本装置,触及本装置外围的高压线而被杀灭,通过该方法可以大量杀灭害虫。

③光伏水泵系统利用太阳电池发出的电力,通过最大功率点跟踪、变换和控制等环节,驱动直流永磁电机或高效异步电机以带动高效水泵的一种光机电一体化系统,可用于农田灌溉、景观喷泉、鱼池增氧、高速公路绿化、海滨盐场供排水等领域[4]。2004年8月至2007年4月期间,广东湛江市、茂名市先后建立了20个光伏扬水示范工程,解决了当地农田灌溉用水问题。自主研发的小型湿式永磁潜水电机,替代传统的潜水电机机械密封工艺,效率比目前市场广泛使用的同规格交流异步潜水电机提高20%以上。

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责任编辑:solar_robot
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