舌尖上的光伏——初露峥嵘的光伏农业

2012年5月，一部美食纪录片《舌尖上的中国》曾感动无数中国人。《舌尖上的中国2》延续了第一部的拍摄模式，是一部探讨中国人与美食的关系的食物纪录片。在本片第一集《脚步》中，重点讲述了各种美食在不同地域的演变和食物中对中国人“乡愁”情节的一种演绎。民以食为天，对中国人来说，一天中最美好的时光莫过于在一天的辛劳后和家人坐在同一张桌子前分享食物的那一刻。数千年来，中国人的生活方式发生了巨大的变迁，餐桌上的食物种类也与我们的先祖有了很大的不同。然而，不管日子如何变化，我们获得的食物终究是我们用双手获取的。

劳者得其食，这是对劳动者最大的犒赏。随着科技的进步，如今土地上的劳动者们的劳动方式也随之发生了改变。中国的“舌尖”同时也是阳光下的“舌尖”，当光合作用与光伏效应碰撞结合的时候，科技与传统迸现出最美丽的火花。在本文中，笔者将带读者们走进光伏的农业世界。“舌尖上的中国”有诉不完的乡愁，舌尖上的光伏则是喜悦振奋的进步之花。当太阳直接发电用于农业生产的时候，这个世界已经有了很大的不同。

　　太阳能光伏农业大棚 未来农业的必选之路

我国的温室大棚面积世界第一，除开中小拱棚等简易设备外，日光温室、塑料大棚的修建面积高达200多万公顷以上。对于光伏产业来说，假使能将这些透光屋面充沛应用，不但能够节俭大度的田地资源，还能够应用温室本身作为光伏发电修建根基。建立的电力资源能够直接供给应温室内的照明灯、补光灯、卷帘机、灌溉设施、植保设施等应用。还能够供应方圆居民和农户出产和生存应用。

光伏大棚里种出的西红柿

农业光伏温室大棚就是这样一种集太阳能光伏发电、智能温控、现代高科技种植为一体的温室大棚。它采用钢制骨架，上覆太阳能光伏组件，以保证光伏发电组件的光照要求和整个温室大棚的采光要求。太阳能光伏发出的直流电,直接为农业温室进行补光，并直接支持温室大棚农业设备的正常运行，驱动水资源灌溉，同时解决冬季温室大棚供暖，提高大棚温度，促进作物快速增长。

墨普东华盛太阳能农庄

农业和光伏“联姻”，建立了“棚内种菜、棚顶发电”的新模式。以日光温室为例，其顶部安装120块电池板的日发电量可满足大棚卷帘机械、湿帘风机降温系统、水肥一体化、二氧化碳发生器、植物生长灯等各种生产设备的用电需求，剩余电量可直接通过并网系统并入电网。

随着《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》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，光伏农业大棚的应用在我国日渐兴起。在2014年国家能源局14 GW的光伏发电目标提出以后，大规模的光伏发电应用也正式随之提上议程。然而，随之而来的缺地问题也日渐暴露出来。光伏农业大棚不仅能提高土地利用率、解决就近农民的就业问题，还对农业有高效规模化示范作用。观光旅游和生态农业一体化更是让旅游结合构建观光农业，与社区农产品需求结合，构建社区农场，与市民体验结合构建开心农场等集高效种植、农业科普、休闲观光于一体的新型农业下项目。

2014年4月，由青岛华盛绿能农业科技有限公司栽培，即墨普东华盛太阳能农庄的光伏大棚茶叶首次进入春茶采摘期，成为国内首批成功在光伏大棚中生长收获的“光伏茶”。这种采用“阴阳光伏大棚”技术，为太空茶品种提供了适度温和的光照，头茬三两三春茶叫价8000元，还供不应求。

　　“渔光互补”：潜伏在太阳能板下的“虾兵蟹将”

对于占地较广的大型光伏电站而言，日照时间长且拥有大片廉价荒漠化土地的西部地区无疑是第一选择。但是由于西部地区远离负荷中心，因此部分地区光伏电站的弃光问题一直没有很好地解决。而在东部地区发展光伏电站，虽然不愁并网，但稀缺的土地资源成为制约大型光伏电站发展绕不过去的坎。针对这种情况，中电投集团首创“渔光互补”模式光伏电站，使以江南水乡为代表的东部发达地区大规模发展光伏电站成为可能。

到底何为“渔光互补”光伏电站？所谓“渔光互补”光伏电站，就是利用江南地区丰富的鱼塘资源及芦苇荡滩来开发建设光伏发电项目，采用水上发电、水下养殖的模式，并具有发展休闲旅游业的潜力。

“渔光互补”模式在中国江苏已成规模。这种模式充分发挥土地效益，对全国土地综合利用与新能源产业结合发展将起到良好的示范作用。

　　江苏建湖“渔光互补”光伏电站

建湖一期光伏发电项目建设规模为20兆瓦，占地约46.67万平方米，总投资2.39亿元。项目于2011年10月15日开工建设，12月29日并网发电。建湖二期10兆瓦、三期10兆瓦光伏发电项目占地约51.33万平方米，总投资1.8亿元。两个项目同时于2013年4月1日开工，7月10日投产并网发电。

在沙家浜的江苏省常熟现代渔业产业园核心区，有240亩鱼塘中矗立着上万根水泥柱子，架起4万多块多晶硅太阳能电池板，进行光伏发电。太阳能电板遮蔽的鱼塘里，则“潜伏”着大闸蟹、龙虾、中华鳖、塘鳢鱼、澳洲小青龙等特种水产。这是国内首个“渔光互补”项目，综合利用土地、太阳能等资源，实现“多赢”。

　　　　位于沙家浜的江苏省常熟现代渔业产业园区的光伏渔光互补项目

　　中立辉腾渔光互补项目近景　　

　　光伏水利技术 解决世界性农业用水难题

中国耕地面积居于世界第4，落后于美国、俄罗斯和印度。而且更令人心忧的是，我国可用耕地中，有55%的缺水旱地。靠天吃饭，这是旱地农民生活的真实写照。随着全球气候的变暖，天气反复无常，农业对于水利灌溉设备的需求与日俱增。农业抗旱和灌溉缺水的问题如何解决？在基础设施发达、电网齐备的地区，这或许可以轻易解决。然而，那些电网难以覆盖的地方又当如何呢？

太阳能水利系统

前不久，“2013年云南省十大科技进展”评选结果揭晓，“太阳能光伏取水技术”成为“十大科技进展”之一。光伏取水技术是云南省近年来大力推广的新型提水技术，发展势头强劲。并在云南实现了一批优质成功应用案例，成绩亮眼。“太阳能光伏取水技术”是近年来迅速发展起来的光机电一体化系统，它利用利用来自太阳的持久能源，通过由多块太阳电池组件串并联组成的太阳电池阵列，吸收日照辐射能量，将其转化为电能，为整个系统提供动力电源。再通过光伏扬水逆变器对系统的运行实施控制和调节，将太阳电池阵列发出的直流电转换为交流电，驱动水泵，并根据日照强度的变化实时地调节输出频率，实现最大功率点跟踪，最大限度地利用太阳能。

在中国55%的缺水旱地中，即使只有1%的耕地采用光伏扬水技术，也能形成400GW的装机市场。而1GW装机的太阳能光伏扬水设备，可以满足500万到1000万亩土地的用水需求。而且相对于传统水利建设时所需要的大量电力铺设、水库建设、沟渠挖掘，两者的总体投资规模差别巨大，光伏水利带来的全球生态环境友好性意义让其更显优势。

中国“治沙女杰”牛玉琴2009年为陕西毛乌素沙海引进了一套光伏扬水灌溉系统。从2009年到2013年，短短四年时间，2000余亩不毛之地如今变成了绿色海洋，这其中天源新能源的光伏扬水系统功不可没。

　　太阳能杀虫灯 一灯保平安

近日，泸州市合江县凤鸣镇实施现代农业项目建成区，全部免费安装太阳能灭虫灯，可有效杀灭苍蝇、蚊虫、飞蛾以及农作物害虫，保护农作物免受虫害。灭虫灯既可杀灭苍蝇、蚊虫、飞蛾，每盏灯控制面积40亩左右，大大节省了人工防治费用，同时还可以照明，晚上成为稻田里的一道风景线，引来许多人观看。

太阳能杀虫灯减少了农药使用

太阳能灭虫灯简便易用，其智能控制模块可在白天把太阳能转换成电能并存储到蓄电池中，到了晚上自动点亮诱虫的光谱变频光源，发出特定频谱的光线，把周围一两百米范围内的害虫吸引过来，再以3200伏的高压电网将其电死。

据介绍，灭虫灯除了能减少农药的使用，节省种植成本，降低土壤和水源污染之外，还能降低农产品污染，实现绿色无公害，提升农产品附加值，增加农民收入，在虫害防治中展现出可观的生态效益、经济效益和社会效益。

事实上，太阳能不仅被用来制作杀虫灯，在农作物生长中也有重要作用。2014年第十五届中国(寿光)国际蔬菜科技博览会于4月20日在寿光国际会展中心开幕。其中10号展厅无光条件下生长的植物吸引了众多参观者们的注意。

LED灯环境下生长的蔬菜

在菜博会10号展厅植物工厂内，已有十几厘米高的生菜正在紫红色调的环境中“安静”地生长着。植物工厂内“完全不用阳光”，在每个栽培架上都装有LED灯，根据不同植物使用不同的LED光进行24小时照射，调节植物生长期。由于植物工厂内环境可控性强，栽培环境的二氧化碳浓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营养物质的积累都是常规栽培的几倍。

据展厅工作人员介绍，植物工厂上方铺设的太阳能玻璃板，能汲取阳光的“能量”，由几条线络连接着下面的植物工厂组件，也就是LED灯，“这座光伏生态农业大棚正是光伏一体化应用，上方的光伏发电系统由太阳能电池组件和逆变器组成，可为大棚提供可靠的常备电源，通过LED灯为植物补光。所发电力可用于支持棚内农业设备的日常运行，也可并网发电。”