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光伏服務舌尖 農業供電領先

2012年5月,一部美食紀錄片《舌尖上的中國》曾感動無數中國人。《舌尖上的中國2》延續了第一部的拍攝模式,是一部探討中國人與美食的關係的食物紀錄片。在本片第一集《腳步》中,重點講述了各種美食在不同地域的演變和食物中對中國人“鄉愁”情節的一種演繹。民以食為天,對中國人來說,一天中最美好的時光莫過於在一天的辛勞後和家人坐在同一張桌子前分享食物的那一刻。數千年來,中國人的生活方式發生了巨大的變遷,餐桌上的食物種類也與现金赌博的先祖有了很大的不同。然而,不管日子如何變化,现金赌博獲得的食物終究是现金赌博用雙手獲取的。

  勞者得其食,這是對勞動者最大的犒賞。隨著科技的進步,如今土地上的勞動者們的勞動方式也隨之發生了改變。中國的“舌尖”同時也是陽光下的“舌尖”,當光合作用與光伏效應碰撞結合的時候,科技與傳統迸現出最美麗的火花。在本文中,筆者將帶讀者們走進光伏的農業世界。“舌尖上的中國”有訴不完的鄉愁,舌尖上的光伏則是喜悅振奮的進步之花。當太陽直接發電用於農業生產的時候,這個世界已經有了很大的不同。

  太陽能光伏農業大棚未來農業的必選之路

光伏服務舌尖 農業供電領先

  光伏大棚(圖)

  我國的溫室大棚麵積世界第一,除非中小拱棚等簡易設備外,日光溫室、塑料大棚的修建麵積高達200多萬公頃以上。對於光伏產業來說,假使能將這些透光屋麵充沛應用,不但能夠節儉大度的田地資源,還能夠應用溫室本身作為光伏發電修建根基。建立的電力資源能夠直接供給應溫室內的照明燈、補光燈、卷簾機、灌溉設施、植保設施等應用。還能夠供應方圓居民和農戶出產和生存應用。

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  光伏大棚裏種出的西紅柿(圖)

  農業光伏溫室大棚就是這樣一種集太陽能光伏發電、智能溫控、現代高科技種植為一體的溫室大棚。它采用鋼製骨架,上覆太陽能光伏組件,以保證光伏發電組件的光照要求和整個溫室大棚的采光要求。太陽能光伏發出的直流電,直接為農業溫室進行補光,並直接支持溫室大棚農業設備的正常運行,驅動水資源灌溉,同時解決冬季溫室大棚供暖,提高大棚溫度,促進作物快速增長。

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  墨普東華盛太陽能農莊(圖)

  農業和光伏“聯姻”,建立了“棚內種菜、棚頂發電”的新模式。以日光溫室為例,其頂部安裝120塊電池板的日發電量可滿足大棚卷簾機械、濕簾風機降溫係統、水肥一體化、二氧化碳發生器、植物生長燈等各種生產設備的用電需求,剩餘電量可直接通過並網係統並入電網。

  隨著《太陽能光伏產業“十二五”發展規劃》將太陽能光伏生態大棚電站的模式劃定為BIPV(光伏建築一體化)示範項目,享受國家財政補貼,光伏農業大棚的應用在我國日漸興起。在2014年國家能源局14GW的光伏發電目標提出以後,大規模的光伏發電應用也正式隨之提上議程。然而,隨之而來的缺地問題也日漸暴露出來。光伏農業大棚不僅能提高土地利用率、解決就近農民的就業問題,還對農業有高效規模化示範作用。觀光旅遊和生態農業一體化更是讓旅遊結合構建觀光農業,與社區農產品需求結合,構建社區農場,與市民體驗結合構建開心農場等集高效種植、農業科普、休閑觀光於一體的新型農業下項目。

  2014年4月,由青島華盛綠能農業科技有限公司栽培,即墨普東華盛太陽能農莊的光伏大棚茶葉首次進入春茶采摘期,成為國內首批成功在光伏大棚中生長收獲的“光伏茶”。這種采用“陰陽光伏大棚”技術,為太空茶品種提供了適度溫和的光照,頭茬三兩三春茶叫價8000元,還供不應求。

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  陰陽光伏大棚裏春茶(圖)

  “漁光互補”:潛伏在太陽能板下的“蝦兵蟹將”

  對於占地較廣的大型光伏電站而言,日照時間長且擁有大片廉價荒漠化土地的西部地區無疑是第一選擇。但是由於西部地區遠離負荷中心,因此部分地區光伏電站的棄光問題一直沒有很好地解決。而在東部地區發展光伏電站,雖然不愁並網,但稀缺的土地資源成為製約大型光伏電站發展繞不過去的坎。針對這種情況,中電投集團首創“漁光互補”模式光伏電站,使以江南水鄉為代表的東部發達地區大規模發展光伏電站成為可能。

  到底何為“漁光互補”光伏電站?所謂“漁光互補”光伏電站,就是利用江南地區豐富的魚塘資源及蘆葦蕩灘來開發建設光伏發電項目,采用水上發電、水下養殖的模式,並具有發展休閑旅遊業的潛力。

  “漁光互補”模式在中國江蘇已成規模。這種模式充分發揮土地效益,對全國土地綜合利用與新能源產業結合發展將起到良好的示範作用。

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  江蘇建湖“漁光互補”光伏電站(圖)

  建湖一期光伏發電項目建設規模為20兆瓦,占地約46.67萬平方米,總投資2.39億元。項目於2011年10月15日開工建設,12月29 日並網發電。建湖二期10兆瓦、三期10兆瓦光伏發電項目占地約51.33萬平方米,總投資1.8億元。兩個項目同時於2013年4月1日開工,7月10 日投產並網發電。

  在沙家浜的江蘇省常熟現代漁業產業園核心區,有240畝魚塘中矗立著上萬根水泥柱子,架起4萬多塊多晶矽太陽能電池板,進行光伏發電。太陽能電板遮蔽的魚塘裏,則“潛伏”著大閘蟹、龍蝦、中華鱉、塘鱧魚、澳洲小青龍等特種水產。這是國內首個“漁光互補”項目,綜合利用土地、太陽能等資源,實現 “多贏”。

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  位於沙家浜的江蘇省常熟現代漁業產業園區的光伏漁光互補項目(圖)

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  中立輝騰漁光互補項目近景(圖)

  光伏水利技術解決世界性農業用水難題

  中國耕地麵積居於世界第4,落後於美國、俄羅斯和印度。而且更令人心憂的是,我國可用耕地中,有55%的缺水旱地。靠天吃飯,這是旱地農民生活的真實寫照。隨著全球氣候的變暖,天氣反複無常,農業對於水利灌溉設備的需求與日俱增。農業抗旱和灌溉缺水的問題如何解決?在基礎設施發達、電網齊備的地區,這或許可以輕易解決。然而,那些電網難以覆蓋的地方又當如何呢?

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  太陽能水利係統(圖)

  前不久,“2013年雲南省十大科技進展”評選結果揭曉,“太陽能光伏取水技術”成為“十大科技進展”之一。光伏取水技術是雲南省近年來大力推廣的新型提水技術,發展勢頭強勁。並在雲南實現了一批優質成功應用案例,成績亮眼。“太陽能光伏取水技術”是近年來迅速發展起來的光機電一體化係統,它利用利用來自太陽的持久能源,通過由多塊太陽電池組件串並聯組成的太陽電池陣列,吸收日照輻射能量,將其轉化為電能,為整個係統提供動力電源。再通過光伏揚水逆變器對係統的運行實施控製和調節,將太陽電池陣列發出的直流電轉換為交流電,驅動水泵,並根據日照強度的變化實時地調節輸出頻率,實現最大功率點跟蹤,最大限度地利用太陽能。

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  太陽能驅動水泵澆灌農田(圖)

  在中國55%的缺水旱地中,即使隻有1%的耕地采用光伏揚水技術,也能形成400GW的裝機市場。而1GW裝機的太陽能光伏揚水設備,可以滿足 500萬到1000萬畝土地的用水需求。而且相對於傳統水利建設時所需要的大量電力鋪設、水庫建設、溝渠挖掘,兩者的總體投資規模差別巨大,光伏水利帶來的全球生態環境友好性意義讓其更顯優勢。

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  缺水旱地也能使用光伏揚水技術(圖)

  中國“治沙女傑”牛玉琴2009年為陝西毛烏素沙海引進了一套光伏揚水灌溉係統。從2009年到2013年,短短四年時間,2000餘畝不毛之地如今變成了綠色海洋,這其中天源新能源的光伏揚水係統功不可沒。

  太陽能殺蟲燈一燈保平安

  近日,瀘州市合江縣鳳鳴鎮實施現代農業項目建成區,全部免費安裝太陽能滅蟲燈,可有效殺滅蒼蠅、蚊蟲、飛蛾以及農作物害蟲,保護農作物免受蟲害。滅蟲燈既可殺滅蒼蠅、蚊蟲、飛蛾,每盞燈控製麵積40畝左右,大大節省了人工防治費用,同時還可以照明,晚上成為稻田裏的一道風景線,引來許多人觀看。

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  太陽能殺蟲燈減少了農藥使用(圖)

  太陽能滅蟲燈簡便易用,其智能控製模塊可在白天把太陽能轉換成電能並存儲到蓄電池中,到了晚上自動點亮誘蟲的光譜變頻光源,發出特定頻譜的光線,把周圍一兩百米範圍內的害蟲吸引過來,再以3200伏的高壓電網將其電死。

  據介紹,滅蟲燈除了能減少農藥的使用,節省種植成本,降低土壤和水源汙染之外,還能降低農產品汙染,實現綠色無公害,提升農產品附加值,增加農民收入,在蟲害防治中展現出可觀的生態效益、經濟效益和社會效益。

  事實上,太陽能不僅被用來製作殺蟲燈,在農作物生長中也有重要作用。2014年第十五屆中國(壽光)國際蔬菜科技博覽會於4月20日在壽光國際會展中心開幕。其中10號展廳無光條件下生長的植物吸引了眾多參觀者們的注意。

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  LED燈環境下生長的蔬菜(圖)

  在菜博會10號展廳植物工廠內,已有十幾厘米高的生菜正在紫紅色調的環境中“安靜”地生長著。植物工廠內“完全不用陽光”,在每個栽培架上都裝有LED燈,根據不同植物使用不同的LED光進行24小時照射,調節植物生長期。由於植物工廠內環境可控性強,栽培環境的二氧化碳濃度可以得到大幅增加,使植物的光合作用效率提高,植物生物量的形成和營養物質的積累都是常規栽培的幾倍。

  據展廳工作人員介紹,植物工廠上方鋪設的太陽能玻璃板,能汲取陽光的“能量”,由幾條線絡連接著下麵的植物工廠組件,也就是LED燈,“這座光伏生態農業大棚正是光伏一體化應用,上方的光伏發電係統由太陽能電池組件和逆變器組成,可為大棚提供可靠的常備電源,通過LED燈為植物補光。所發電力可用於支持棚內農業設備的日常運行,也可並網發電。”


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