农业光伏大棚项目是利用农业大棚棚顶进行太阳能发电,棚内发展高效生态农业的综合系统工程。高效的生态光伏农业大棚项目不额外占用耕地,实现原有土地增值,农业光伏项目将生态农业、绿色发电结合,最大限度利用资源,在获取高效农业、绿色发电经济效益的同时,实现节能减排的社会效益。光伏农业科技大棚是分布式光伏应用的一种新的模式,有诸多的优势。本文选择其中有代表性的分类,做一比较。

第一类光伏大棚

第一类光伏大棚,光伏组件铺设在封闭式农业大棚顶棚上面,是农业与光伏结合最为紧密的一种形式。

优点

1)节约了土地资源,在很大程度上解决了光伏发电与种植业争地的矛盾。光伏农业大棚发电利用的是农业大棚的棚顶,并不占用土地,也不会改变土地使用性质,因此能够节约土地资源。

2)温室室内空间面积相对较大,可有效利用土地,减少土地的浪费。相对于单栋日光温室,此种形式的温室室内空间相对来说较大,土地的利用率更高,单栋温室之间的间距对土地的浪费在此类温室中得到有效的克服。

3)此类温室根据农业需要可形成大跨度钢结构,里面空间较大,可形成机械化作业,甚至形成观光光伏农业。

4)可提高农业自动化程度,此类温室可配套附属设施:如内遮阳保温系统、加热补温系统、通风降温系统、智能化控制空气增湿系统、滴灌系统等,形成自动化温室农业。

5)可节省人工劳动,因为温室大棚可机械化操作,又主要实行自动化,这样人工劳动相对较少,减少劳动用工成本。

缺点

1)此类光伏大棚的光伏组件布置在农业大棚屋顶上面,光伏发电与植物生长存在争光现象,设计时需同时考虑两方面的需求,此类大棚不适合喜光植物的种植。

2)建造成本非常高,回收期较长,不适合小规模的家庭经营。此类大棚基本采用钢结构大棚设计,此类大棚用钢量大,建造成本相对较高,适合用于较大型农光项目。

3)单一植物区。如果没有隔断墙,温室将成为一个单一种植区,限制了多种植物同时种植的可能。

4)可能产生冷热不均匀区域。温室面积较大,容易出现通风死角,尤其是未采用循环风扇时,这种现象更为明显。

第二类光伏大棚

第二大类光伏大棚,光伏组件不直接铺设在大棚上面,而是单独设光伏支架架设在大棚后面或中间,可以说是附加式光伏大棚,它的特点是农业与光伏结合度不高,但农光互不影响,能完全确保大棚农业和光伏发电各自功效的最好发挥。

优点

1)光伏与农业大棚结构相对独立,光伏组件与农作物相互影响较小,较少存在争光现象。

2)建造安装相对简单,此类型大棚农业大棚和光伏支架可单独各自设计,农业大棚、光伏支架安装和拆卸相对独立、简便。

3)造价较低,用钢量较少,结构简单。此类光伏大棚相对第一大类来说,农业大棚和光伏支架相对结构简单,用钢量相对较少,自动化设备较少应用,相对来说造价成本相对较低。

4)采光性和保温性能好,相对第三大类敞开式大棚,此类大棚为封闭式温室大棚,大棚能具有一定的保温性能,节能效果明显。

缺点

1)安全性及抗灾能力差,此类农业大棚结构相对简单,抗风性能相对较差,安全性能相对较低。

2)大棚内立柱较多,跨度相对较小,不利于农业机械化操作。

3)农业自动化程度较低,此类温室室内面积相对较小,层高较低,不利于机械化运作,也较少运用自动化农业设施。

4)劳动强度相对较大,劳动成本较高。因其机械化及自动化受限,主要由人力进行农业种植,相对用人较多,劳动力成本较高。

第三类光伏大棚

第三大类光伏大棚是敞开式大棚,也可以说是特殊的地面光伏支架,它的特点是利用较高的光伏支架,上铺光伏组件,下面种植农作物,敞开式大棚是一种多方质疑的光伏农业结合型式。

优点

1)仅占用少部分农业用地(支架基础),就可实现光伏发电,相对地面光伏来说,不需要征收大面积土地,下面仍可种植农作物,节约了土地资源。

2)此类大棚建造成本相比以上两大类大棚,成本更低,仅有光伏支架成本,农业部分不需单独建造大棚。相对地面光伏支架来说,支架成本稍有提高。

3)因光伏支架离地相对较高,地面下仍可满足农业机械化的操作要求,减少人工劳动操作,可节省人工成本。

4)大棚建造安装相对简单,此类大棚仅需按地面光伏支架安装方式进行即可,安装方便,施工速度快,施工周期短。

缺点

1)此类光伏大棚的光伏组件布置在农作用上面,光伏支架及组件的阴影对农作物生长有一定的影响,光伏发电与植物生长存在一定的争光现象。

2)大棚为敞开式大棚,农作物种植受当地环境、温度影响较大,种植比较粗放,不能形成精细化、规模化、自动化农业生产。

3)组件清洗及更换成本较高。光伏支架离地面较高,不利于光伏组件的维护和清洗,相比于地面光伏,清洗及更换组件如采用人工比较困难,清洗可采用智能机械人的方式,相对成本较高。