舌尖上的光伏——初露崢嶸的光伏農(nóng)業(yè)

　　2012年5月，一部美食紀(jì)錄片《舌尖上的中國》曾感動(dòng)無數(shù)中國人?！渡嗉馍系闹袊?》延續(xù)了第一部的拍攝模式，是一部探討中國人與美食的關(guān)系的食物紀(jì)錄片。在本片第一集《腳步》中，重點(diǎn)講述了各種美食在不同地域的演變和食物中對(duì)中國人“鄉(xiāng)愁”情節(jié)的一種演繹。民以食為天，對(duì)中國人來說，一天中最美好的時(shí)光莫過于在一天的辛勞后和家人坐在同一張桌子前分享食物的那一刻。數(shù)千年來，中國人的生活方式發(fā)生了巨大的變遷，餐桌上的食物種類也與我們的先祖有了很大的不同。然而，不管日子如何變化，我們獲得的食物終究是我們用雙手獲取的。

　　勞者得其食，這是對(duì)勞動(dòng)者最大的犒賞。隨著科技的進(jìn)步，如今土地上的勞動(dòng)者們的勞動(dòng)方式也隨之發(fā)生了改變。中國的“舌尖”同時(shí)也是陽光下的“舌尖”，當(dāng)光合作用與光伏效應(yīng)碰撞結(jié)合的時(shí)候，科技與傳統(tǒng)迸現(xiàn)出最美麗的火花。在本文中，筆者將帶讀者們走進(jìn)光伏的農(nóng)業(yè)世界。“舌尖上的中國”有訴不完的鄉(xiāng)愁，舌尖上的光伏則是喜悅振奮的進(jìn)步之花。當(dāng)太陽直接發(fā)電用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的時(shí)候，這個(gè)世界已經(jīng)有了很大的不同。

　　太陽能光伏農(nóng)業(yè)大棚 未來農(nóng)業(yè)的必選之路

　　農(nóng)業(yè)光伏溫室大棚就是這樣一種集太陽能光伏發(fā)電、智能溫控、現(xiàn)代高科技種植為一體的溫室大棚。它采用鋼制骨架，上覆太陽能光伏組件，以保證光伏發(fā)電組件的光照要求和整個(gè)溫室大棚的采光要求。太陽能光伏發(fā)出的直流電,直接為農(nóng)業(yè)溫室進(jìn)行補(bǔ)光，并直接支持溫室大棚農(nóng)業(yè)設(shè)備的正常運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)水資源灌溉，同時(shí)解決冬季溫室大棚供暖，提高大棚溫度，促進(jìn)作物快速增長。

　　農(nóng)業(yè)和光伏“聯(lián)姻”，建立了“棚內(nèi)種菜、棚頂發(fā)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(fā)電量可滿足大棚卷簾機(jī)械、濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)、水肥一體化、二氧化碳發(fā)生器、植物生長燈等各種生產(chǎn)設(shè)備的用電需求，剩余電量可直接通過并網(wǎng)系統(tǒng)并入電網(wǎng)。

　　隨著《太陽能光伏產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》將太陽能光伏生態(tài)大棚電站的模式劃定為BIPV(光伏建筑一體化)示范項(xiàng)目，享受國家財(cái)政補(bǔ)貼，光伏農(nóng)業(yè)大棚的應(yīng)用在我國日漸興起。在2014年國家能源局14 GW的光伏發(fā)電目標(biāo)提出以后，大規(guī)模的光伏發(fā)電應(yīng)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(nóng)業(yè)大棚不僅能提高土地利用率、解決就近農(nóng)民的就業(yè)問題，還對(duì)農(nóng)業(yè)有高效規(guī)?；痉蹲饔?。觀光旅游和生態(tài)農(nóng)業(yè)一體化更是讓旅游結(jié)合構(gòu)建觀光農(nóng)業(yè)，與社區(qū)農(nóng)產(chǎn)品需求結(jié)合，構(gòu)建社區(qū)農(nóng)場(chǎng)，與市民體驗(yàn)結(jié)合構(gòu)建開心農(nóng)場(chǎng)等集高效種植、農(nóng)業(yè)科普、休閑觀光于一體的新型農(nóng)業(yè)下項(xiàng)目。

　　2014年4月，由青島華盛綠能農(nóng)業(yè)科技有限公司栽培，即墨普東華盛太陽能農(nóng)莊的光伏大棚茶葉首次進(jìn)入春茶采摘期，成為國內(nèi)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(shù)，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(jià)8000元，還供不應(yīng)求。

　　對(duì)于占地較廣的大型光伏電站而言，日照時(shí)間長且擁有大片廉價(jià)荒漠化土地的西部地區(qū)無疑是第一選擇。但是由于西部地區(qū)遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，因此部分地區(qū)光伏電站的棄光問題一直沒有很好地解決。而在東部地區(qū)發(fā)展光伏電站，雖然不愁并網(wǎng)，但稀缺的土地資源成為制約大型光伏電站發(fā)展繞不過去的坎。針對(duì)這種情況，中電投集團(tuán)首創(chuàng)“漁光互補(bǔ)”模式光伏電站，使以江南水鄉(xiāng)為代表的東部發(fā)達(dá)地區(qū)大規(guī)模發(fā)展光伏電站成為可能。

　　到底何為“漁光互補(bǔ)”光伏電站?所謂“漁光互補(bǔ)”光伏電站，就是利用江南地區(qū)豐富的魚塘資源及蘆葦蕩灘來開發(fā)建設(shè)光伏發(fā)電項(xiàng)目，采用水上發(fā)電、水下養(yǎng)殖的模式，并具有發(fā)展休閑旅游業(yè)的潛力。

　　“漁光互補(bǔ)”模式在中國江蘇已成規(guī)模。這種模式充分發(fā)揮土地效益，對(duì)全國土地綜合利用與新能源產(chǎn)業(yè)結(jié)合發(fā)展將起到良好的示范作用。

　　建湖一期光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模為20兆瓦，占地約46.67萬平方米，總投資2.39億元。項(xiàng)目于2011年10月15日開工建設(shè)，12月29日并網(wǎng)發(fā)電。建湖二期10兆瓦、三期10兆瓦光伏發(fā)電項(xiàng)目占地約51.33萬平方米，總投資1.8億元。兩個(gè)項(xiàng)目同時(shí)于2013年4月1日開工，7月10日投產(chǎn)并網(wǎng)發(fā)電。

　　在沙家浜的江蘇省常熟現(xiàn)代漁業(yè)產(chǎn)業(yè)園核心區(qū)，有240畝魚塘中矗立著上萬根水泥柱子，架起4萬多塊多晶硅太陽能電池板，進(jìn)行光伏發(fā)電。太陽能電板遮蔽的魚塘里，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(chǎn)。這是國內(nèi)首個(gè)“漁光互補(bǔ)”項(xiàng)目，綜合利用土地、太陽能等資源，實(shí)現(xiàn)“多贏”。

　　光伏水利技術(shù) 解決世界性農(nóng)業(yè)用水難題

　　中國耕地面積居于世界第4，落后于美國、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?？刻斐燥?，這是旱地農(nóng)民生活的真實(shí)寫照。隨著全球氣候的變暖，天氣反復(fù)無常，農(nóng)業(yè)對(duì)于水利灌溉設(shè)備的需求與日俱增。農(nóng)業(yè)抗旱和灌溉缺水的問題如何解決?在基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)達(dá)、電網(wǎng)齊備的地區(qū)，這或許可以輕易解決。然而，那些電網(wǎng)難以覆蓋的地方又當(dāng)如何呢?

　　前不久，“2013年云南省十大科技進(jìn)展”評(píng)選結(jié)果揭曉，“太陽能光伏取水技術(shù)”成為“十大科技進(jìn)展”之一。光伏取水技術(shù)是云南省近年來大力推廣的新型提水技術(shù)，發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。并在云南實(shí)現(xiàn)了一批優(yōu)質(zhì)成功應(yīng)用案例，成績亮眼。“太陽能光伏取水技術(shù)”是近年來迅速發(fā)展起來的光機(jī)電一體化系統(tǒng)，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并聯(lián)組成的太陽電池陣列，吸收日照輻射能量，將其轉(zhuǎn)化為電能，為整個(gè)系統(tǒng)提供動(dòng)力電源。再通過光伏揚(yáng)水逆變器對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)施控制和調(diào)節(jié)，將太陽電池陣列發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，驅(qū)動(dòng)水泵，并根據(jù)日照強(qiáng)度的變化實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)輸出頻率，實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤，最大限度地利用太陽能。

　　太陽能殺蟲燈 一燈保平安

　　近日，瀘州市合江縣鳳鳴鎮(zhèn)實(shí)施現(xiàn)代農(nóng)業(yè)項(xiàng)目建成區(qū)，全部免費(fèi)安裝太陽能滅蟲燈，可有效殺滅蒼蠅、蚊蟲、飛蛾以及農(nóng)作物害蟲，保護(hù)農(nóng)作物免受蟲害。滅蟲燈既可殺滅蒼蠅、蚊蟲、飛蛾，每盞燈控制面積40畝左右，大大節(jié)省了人工防治費(fèi)用，同時(shí)還可以照明，晚上成為稻田里的一道風(fēng)景線，引來許多人觀看。

　　太陽能滅蟲燈簡便易用，其智能控制模塊可在白天把太陽能轉(zhuǎn)換成電能并存儲(chǔ)到蓄電池中，到了晚上自動(dòng)點(diǎn)亮誘蟲的光譜變頻光源，發(fā)出特定頻譜的光線，把周圍一兩百米范圍內(nèi)的害蟲吸引過來，再以3200伏的高壓電網(wǎng)將其電死。

　　據(jù)介紹，滅蟲燈除了能減少農(nóng)藥的使用，節(jié)省種植成本，降低土壤和水源污染之外，還能降低農(nóng)產(chǎn)品污染，實(shí)現(xiàn)綠色無公害，提升農(nóng)產(chǎn)品附加值，增加農(nóng)民收入，在蟲害防治中展現(xiàn)出可觀的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　事實(shí)上，太陽能不僅被用來制作殺蟲燈，在農(nóng)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(huì)于4月20日在壽光國際會(huì)展中心開幕。其中10號(hào)展廳無光條件下生長的植物吸引了眾多參觀者們的注意。

　　在菜博會(huì)10號(hào)展廳植物工廠內(nèi)，已有十幾厘米高的生菜正在紫紅色調(diào)的環(huán)境中“安靜”地生長著。植物工廠內(nèi)“完全不用陽光”，在每個(gè)栽培架上都裝有LED燈，根據(jù)不同植物使用不同的LED光進(jìn)行24小時(shí)照射，調(diào)節(jié)植物生長期。由于植物工廠內(nèi)環(huán)境可控性強(qiáng)，栽培環(huán)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(yǎng)物質(zhì)的積累都是常規(guī)栽培的幾倍。

　　據(jù)展廳工作人員介紹，植物工廠上方鋪設(shè)的太陽能玻璃板，能汲取陽光的“能量”，由幾條線絡(luò)連接著下面的植物工廠組件，也就是LED燈，“這座光伏生態(tài)農(nóng)業(yè)大棚正是光伏一體化應(yīng)用，上方的光伏發(fā)電系統(tǒng)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(bǔ)光。所發(fā)電力可用于支持棚內(nèi)農(nóng)業(yè)設(shè)備的日常運(yùn)行，也可并網(wǎng)發(fā)電?！?/p>