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未來農(nóng)業(yè),是屬于“光伏+”的時代。
發(fā)布時間:2024-12-05
來源:農(nóng)耕知了
一、太陽能發(fā)電技術(shù)

太陽能發(fā)電技術(shù)太陽能發(fā)電技術(shù),是利用太陽能電池將光能直接轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)。



其核心是光伏效應(yīng),即半導(dǎo)體材料在吸收光子能量后產(chǎn)生電子—空穴對,從而產(chǎn)生電流。

因?yàn)槠洚a(chǎn)生的電流是直流電(DC),而我們?nèi)粘I钣秒娛墙涣麟姡ˋC),所以就需要通過逆變器轉(zhuǎn)為交流電,這個能量轉(zhuǎn)換過程為:
光能?直流電?交流電

如果是商業(yè)光伏發(fā)電,可能會涉及到長距離傳輸以及分配到市政電網(wǎng)中,這時就需要通過變壓器再流經(jīng)電網(wǎng),最終才能到達(dá)用戶家里。


日常生活中,光伏的應(yīng)用非常廣泛,我們最常見的屋頂光伏(居民住宅、學(xué)校、醫(yī)院、工廠等),就是對太陽能的高效利用,可以節(jié)約不少的電費(fèi)支出。



除此之外還有光伏路燈、交通信號燈、沙漠光伏電站、水面漂浮式光伏、農(nóng)業(yè)光伏(大棚屋頂、魚塘上方等)。

特別是水上光伏,應(yīng)用在河流、湖泊等水面上,能夠減少水分流失,保護(hù)生態(tài)水資源。



值得肯定的是,農(nóng)業(yè)光伏在我們國家的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮摹?

二、農(nóng)業(yè)與太陽能的智能結(jié)合

農(nóng)業(yè)光伏就是一種將太陽能光伏技術(shù)與農(nóng)業(yè)相結(jié)合的創(chuàng)新方法。

它的結(jié)構(gòu)是非常簡單,由光伏組件(太陽能電池板)、逆變器、帶調(diào)節(jié)功能的支架系統(tǒng)、線路、儲能裝置(光伏電站)組成。

目前國內(nèi)絕大多數(shù)平原地區(qū)的年光照量是非常高的,即太陽能資源是非常豐富的。


如何評估一個地區(qū)是否符合太陽能發(fā)電站的建設(shè),需要一些計(jì)算來提供依據(jù)。

首先,光伏組件在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下能夠達(dá)到的最大功率輸出有一個峰值:p(峰值)。

但是,實(shí)際發(fā)電量通常低于MWp(兆瓦峰值),因?yàn)閷?shí)際條件(如溫度、日照強(qiáng)度、角度、灰塵等)與標(biāo)準(zhǔn)測試條件是不同的。

一般來說,實(shí)際發(fā)電能力需要乘以光伏系統(tǒng)的性能比(PR, Performance Ratio),通常在75%~90%之間。

如果某光伏電站的裝機(jī)容量為 50 MWp,且當(dāng)?shù)氐男阅鼙龋≒R)為 85%,并且年日照時數(shù)為 1500小時,那么其年發(fā)電量估算為:

50MWp×0.85PR×1500小時=63,750MWh

這樣就能預(yù)算出安裝的太陽能光伏電站年發(fā)電量,從而選擇合適的方案,對項(xiàng)目起到良好的評估作用。


要知道農(nóng)業(yè)耕地的有效播種面積并不是100%的,土地分隴、每戶之間界線等都存在浪費(fèi)耕地的情況。

通過合理的布置安裝太陽能板,比如根據(jù)機(jī)械設(shè)備的大小來確定支架的間距等。

基本上能保證85%以上的耕地是不浪費(fèi)的,即安裝太陽能發(fā)電裝置對土地的侵占極小。


在空間上的利用上采用高支架、懸空吊架等方式,不僅能保證大型作業(yè)機(jī)械能夠順利完成農(nóng)業(yè)任務(wù),還能保證糧食作物有足夠的光照時間。


隨著,光伏技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展,每組太陽能板都裝有智能跟蹤器,可以根據(jù)太陽的移動自動調(diào)節(jié)角度。

這樣,就能保證太陽能板能夠吸收足夠的光能,從而提高發(fā)電效率。


這種太陽能板與農(nóng)業(yè)結(jié)合的方式,有很多優(yōu)點(diǎn),特別是對農(nóng)民是有利的。

農(nóng)民可以通過租賃土地給光伏運(yùn)營商獲得額外收入,這部分收入可以用來農(nóng)作物種植投入,實(shí)現(xiàn)低投入高收入的循環(huán)機(jī)制。

除了能增加農(nóng)民的收益外,光伏發(fā)電的零排放特性非常符合農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的理念。

同時,光伏發(fā)電裝置在使用壽命結(jié)束后,非常便于更換或者拆除,對土地的影響極小。

而且還能減少地表水分蒸發(fā),降低灌溉需求,特別是在干旱地區(qū)的效果更明顯。

近年來,太陽能板的升級迭代,出現(xiàn)了柔性太陽能板、半透明太陽能板等,這些技術(shù)上的突破將會加快農(nóng)業(yè)的“光伏+”進(jìn)程。

不遠(yuǎn)的將來,在政策和技術(shù)的扶持下,太陽能終會普及使用,這將進(jìn)一步優(yōu)化和升級新的農(nóng)業(yè)經(jīng)營模式。

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