非晶硅薄膜组件光伏农业大棚..pdf

光伏农业大棚介绍
一、背景介绍:
1、能源匮乏:我国的能源结构以煤为主,是世界上最大的煤炭消费国,相对于巨大的人口
基数,面临的能源资源形势十分严峻。
2、环境污染:矿产资源能源等非可再生能源的生产和消费,对环境造成了极大的破坏和污
染,节能减排形势严峻。
3、电力紧缺:农业大棚地理位置以农村、郊区为主,电力等能源非常短缺,传统电网难以
到达这些地区。
4、国家政策:能源问题,农业问题越来越受到国家重视及相应的政策倾斜。《太阳能光伏
产业“十二五”发展规划》已将太阳能光伏生态大棚电站的模式划定为 BIPV(光伏建筑
一体化)示范项目,享受国家财政补贴

二、光伏农业大棚介绍:
光伏是将太阳光辐射能直接转换为电能的新型发电系统。大棚的“升温、保温”一
向是搅扰农户的重点问题。“光伏农业大棚”,有望解决这一难题。由于夏季的高温,在
6-9 月份众多品类的蔬菜无法正常成长,而“光伏农业大棚”如同在农业大棚外表添补
了一个分光计,可隔绝红外线,禁止过多的热量进入大棚;在冬季和黑夜的时候,则能禁
止大棚内的红外波段的光向外辐射,降低晚上温度下跌的速度,起到保温的作用。
“光伏农业大棚”能供给农业大棚内照明等所需电力,剩余的电还能并网。在“光伏
农业大棚”离网体系中,可与 LED 体系相调配,白天发电保障植物的成长;黑夜 LED 体系
可应用白天发的电,给植物供给光照。

三、系统原理:
组件:以半透明非晶薄膜为主,可以根据需要做透光度,亦可做柔性。
四、应用原理:



农作物光合作用示意图

太阳光入射到地球表面包括:紫外线、可见光及红外线。
紫外线占 7% (改变植物物质结构,具有破坏性)
可见光占 71% (提供照明、供植物光合作用)
红外线占 22% (产生热能)
非晶硅单结薄膜透光组件光谱透过率


太阳光谱在280 ~ 315nm时,对植物形态与生理过程的影响极小;
太阳光谱在315 ~ 400nm时,植物对叶绿素吸收减少,影响光周期效应,阻止植物茎伸长;
太阳光谱在400 ~ 520nm(蓝光)时,植物对叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大,对光合作
用影响最大;
太阳光谱在520 ~ 610nm时,植物对色素的吸收率不高;
太阳光谱在610 ~ 720nm(红光)时,植物对叶绿素吸收率低,对光合作用与光周期效应有
显著影响;
太阳光谱在720 ~ 1000nm时,吸收率低,刺激细胞延长,影响开花与种子发芽;
太阳光谱大于1000nm时,太阳能将转换成为热量。
(以上数据具有普遍代表性,具体到某品种可能有差异)

总结:因此太阳光谱在400 ~ 520nm(蓝光)和太阳光谱在610 ~ 720nm(红光)这两个区间
最有利于植物生长。为了增加植物所需要的光谱,可以采用两种方式:屋顶薄膜太阳能电池
板和普通透明白玻璃间隔排列;采用LED灯补充植物需要的光谱,达到植物生长的光环境。
同时,非晶硅薄膜太阳能组件发电需要的主要光谱为 600nm,对紫外线几乎不透过,能有效
阻挡紫外线对植物的生长影响。发电的同时确保植物光合作用有效进行,并起到有效的保温
作用。

五、建筑方案(天威薄膜示例):

类型一




类型二
六、光伏大棚温室系统可选配置:
1、开窗系统(以达到通风降温的效果)
2、例如湿帘—风机降温系统:利用水的蒸发降温原理实现降温目的。特制的湿帘能确
保水均匀地淋湿整个降温湿帘墙,当空气穿透湿帘介质时,与湿润介质表面进行水气交
换以实现对空气的加湿与降温。
3、喷雾系统(对于温室不仅起灌溉作用,还可以起到降温,调节湿度,叶面施肥等作用)









4、 3、LED 植物生长灯(400 ~ 520nm--蓝色的光线以及 610 ~ 720nm--红色光线,对于光
合作用最大。520 ~ 610nm--绿色的光线,被植物色素吸收的比率很低)。通过改变电流
可以使 LED 发出不同颜色的光,LED 还可以方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带
结构和带隙,实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的 LED,随着电流的增加,
可以依次变为橙色,黄色,最后为绿色。
叶绿素 a,b 的吸收峰
5、选择蓝红 LED 灯,两种波长的光线,覆盖光合作用所需的波长范围。蓝色(470nm)和红
色(627nm)的 LED 灯,可以提供植物所需的光线。


七、现存问题:
由于薄膜光伏太阳能农业大棚模式在我国才刚刚启动,而且多为示范区,