農業光伏大棚項目是利用農業大棚棚頂進行太陽能發電,棚內發展高效生態農業的綜合系統工程。高效的生態光伏農業大棚項目不額外占用耕地,實現原有土地增值,農業光伏項目將生態農業、綠色發電結合,最大限度利用資源,在獲取高效農業、綠色發電經濟效益的同時,實現節能減排的社會效益。光伏農業科技大棚是分布式光伏應用的一種新的模式,有諸多的優勢。本文選擇其中有代表性的分類,做一比較。

第一類光伏大棚

第一類光伏大棚,光伏組件鋪設在封閉式農業大棚頂棚上面,是農業與光伏結合最為緊密的一種形式。

優點

1)節約了土地資源,在很大程度上解決了光伏發電與種植業爭地的矛盾。光伏農業大棚發電利用的是農業大棚的棚頂,并不占用土地,也不會改變土地使用性質,因此能夠節約土地資源。

2)溫室室內空間面積相對較大,可有效利用土地,減少土地的浪費。相對于單棟日光溫室,此種形式的溫室室內空間相對來說較大,土地的利用率更高,單棟溫室之間的間距對土地的浪費在此類溫室中得到有效的克服。

3)此類溫室根據農業需要可形成大跨度鋼結構,里面空間較大,可形成機械化作業,甚至形成觀光光伏農業。

4)可提高農業自動化程度,此類溫室可配套附屬設施:如內遮陽保溫系統、加熱補溫系統、通風降溫系統、智能化控制空氣增濕系統、滴灌系統等,形成自動化溫室農業。

5)可節省人工勞動,因為溫室大棚可機械化操作,又主要實行自動化,這樣人工勞動相對較少,減少勞動用工成本。

缺點

1)此類光伏大棚的光伏組件布置在農業大棚屋頂上面,光伏發電與植物生長存在爭光現象,設計時需同時考慮兩方面的需求,此類大棚不適合喜光植物的種植。

2)建造成本非常高,回收期較長,不適合小規模的家庭經營。此類大棚基本采用鋼結構大棚設計,此類大棚用鋼量大,建造成本相對較高,適合用于較大型農光項目。

3)單一植物區。如果沒有隔斷墻,溫室將成為一個單一種植區,限制了多種植物同時種植的可能。

4)可能產生冷熱不均勻區域。溫室面積較大,容易出現通風死角,尤其是未采用循環風扇時,這種現象更為明顯。

第二類光伏大棚

第二大類光伏大棚,光伏組件不直接鋪設在大棚上面,而是單獨設光伏支架架設在大棚后面或中間,可以說是附加式光伏大棚,它的特點是農業與光伏結合度不高,但農光互不影響,能完全確保大棚農業和光伏發電各自功效的最好發揮。

優點

1)光伏與農業大棚結構相對獨立,光伏組件與農作物相互影響較小,較少存在爭光現象。

2)建造安裝相對簡單,此類型大棚農業大棚和光伏支架可單獨各自設計,農業大棚、光伏支架安裝和拆卸相對獨立、簡便。

3)造價較低,用鋼量較少,結構簡單。此類光伏大棚相對第一大類來說,農業大棚和光伏支架相對結構簡單,用鋼量相對較少,自動化設備較少應用,相對來說造價成本相對較低。

4)采光性和保溫性能好,相對第三大類敞開式大棚,此類大棚為封閉式溫室大棚,大棚能具有一定的保溫性能,節能效果明顯。

缺點

1)安全性及抗災能力差,此類農業大棚結構相對簡單,抗風性能相對較差,安全性能相對較低。

2)大棚內立柱較多,跨度相對較小,不利于農業機械化操作。

3)農業自動化程度較低,此類溫室室內面積相對較小,層高較低,不利于機械化運作,也較少運用自動化農業設施。

4)勞動強度相對較大,勞動成本較高。因其機械化及自動化受限,主要由人力進行農業種植,相對用人較多,勞動力成本較高。

第三類光伏大棚

第三大類光伏大棚是敞開式大棚,也可以說是特殊的地面光伏支架,它的特點是利用較高的光伏支架,上鋪光伏組件,下面種植農作物,敞開式大棚是一種多方質疑的光伏農業結合型式。

優點

1)僅占用少部分農業用地(支架基礎),就可實現光伏發電,相對地面光伏來說,不需要征收大面積土地,下面仍可種植農作物,節約了土地資源。

2)此類大棚建造成本相比以上兩大類大棚,成本更低,僅有光伏支架成本,農業部分不需單獨建造大棚。相對地面光伏支架來說,支架成本稍有提高。

3)因光伏支架離地相對較高,地面下仍可滿足農業機械化的操作要求,減少人工勞動操作,可節省人工成本。

4)大棚建造安裝相對簡單,此類大棚僅需按地面光伏支架安裝方式進行即可,安裝方便,施工速度快,施工周期短。

缺點

1)此類光伏大棚的光伏組件布置在農作用上面,光伏支架及組件的陰影對農作物生長有一定的影響,光伏發電與植物生長存在一定的爭光現象。

2)大棚為敞開式大棚,農作物種植受當地環境、溫度影響較大,種植比較粗放,不能形成精細化、規模化、自動化農業生產。

3)組件清洗及更換成本較高。光伏支架離地面較高,不利于光伏組件的維護和清洗,相比于地面光伏,清洗及更換組件如采用人工比較困難,清洗可采用智能機械人的方式,相對成本較高。