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主题:一文全面了解光伏+农业,光伏板下干什么,这些案例或许超出你想象 [收藏主题]  
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nongmin123 发表于:2017/8/29 10:46:00   | 只看该作者 查看该作者主题 楼主 

编者按:将太阳能发电、现代农业种植和养殖、高效农业设施三者高效结合,光伏农业作为一种新兴的农业形式,当前在农业领域正广泛应用,涵盖种植业、林业、畜牧业、渔业等,最常见的就是光伏农业大棚,此种模式已经成为当下投资的一个热点。光伏农业,这种新兴的农业有哪些优势,究竟离普通的农户有多远?本期我们专门就此与大家聊一聊。

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什么是光伏农业

广义上讲,光伏农业就是将太阳能发电广泛应用到现代农业种植、养殖、灌溉、病虫害防治,以及农业机械动力等领域的一种新型农业。它以薄膜太阳能设施农业一体化并网发电站为核心,集薄膜太阳能发电,农业光电子工程应用推广,现代农业种植和养殖、加工和综合利用,农业种植和养殖技术交流推广,人才培训、观光农业、农产品物流等功能于一体。将太阳能发电、现代农业种植和养殖、高效设施农业相结合,可以说,光伏农业是一场实现农场变工厂、田间变车间的生产方式的变革。(ps:目前光伏农业自发展至今称谓混乱,有光伏农业、农光互补、农业光伏等名称,有待统一)

农业和光伏的结合

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农业和光伏的结合始于20世纪70年代,1975年首台光伏水泵面世,但光伏农业的发展一直受光伏电池组件成本高昂制约,直到近年来随着电池组件成本不断降低,光伏农业才迅速发展。

我国光伏产业最初面向国外市场,受到制约后转向国内,发展光伏农业是经受欧美封锁后冷静考虑的结果,是光伏产业转型升级的需要。同时,农业也需要进行结构调整,需要以科技化、信息化的智慧农业代替传统农业,为现代农业发展注入新动力。此外,随着政策环境越来越公平、透明,以前“捆住”光伏产业发展的光伏“路条”审批、电力接入到相关具体措施开始逐步完善,也为光伏农业快速发展创造条件。

光伏农业前景分析

随着国家主管部门对新型能源的不断重视和扶持,光伏发电在国内应用出现一个新的高潮,大量的企业和社会资本不断涌入,光伏应用市场逐渐增大。同时,可利用从事光伏电站建设的荒地、荒山、荒滩以及屋顶等也越来越少,已经远远不能满足市场需要,光伏农业这个新产业开创性地将光伏产品应用在了农业种植、渔业养殖、农业观光旅游等方面。

光伏农业是光伏发电与农业生产相结合,棚顶太阳能发电、棚内发展农业生产的新型光伏系统工程,是现代农业发展的一种新模式。它通过把光伏发电、农业生产、生态保护和观光旅游结合起来,利用田园景观、农业生产活动、农业生态环境和生态农业经营模式,提高土地的单位产出,增加农户收益,以最大限度地利用资源,增加生态和社会收益。

我国是农业设施大国,截至2014年底,已建成的农业设施总面积410.9万公顷,其中塑料大棚占46%,日光温室占25%,小拱棚等占29%。农业设施面积已持续增长三十余年,近年来增速放缓,但过去已建成的农业设施大部分已年久失修,进入改造和翻新阶段,未来光伏农业有巨大的市场潜力。

光伏农业大棚有何优点

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一、不破坏土地性质,节约资源。

光伏农业大棚发电组件安装在棚顶,不占用地面,不改变土地性质,光伏大棚可以直接在原来种植土地上直接建设,有利于现代化农业项目的开展。

二、可根据作物需要创造生长环境。

农业大棚上架设不同透光率的太阳能电池板,可根据不同作物的生长需求,进行采光及温度调节,实现反季种植及精品种植,还可以种植名贵苗木等附加值高的作物。

三、可满足农业用电需求,产生发电效益。

棚顶光伏发电可以满足农业大棚的温控、灌溉、照明补光等电力需求。如果实现规模化大棚生产,还可以将产生的多余电量销售给电网公司,实现收益。

四、可发展观光科技农业。

光伏农业是新兴的科技农业,具有较高的观光价值。如果结合交通区位优势、生态环境优势,依托高价值的观赏作物种植及有机农产品生产采摘旅游等,可发展多种形式的观光、休闲和体验等旅游项目,形成特色化、规模化的光伏观光农业。

光伏农业是现代化农业与清洁能源紧密结合的产物。与传统农业相比,光伏农业更重视科技要素的投入,更加注重经营管理,对劳动者的素质有更高的要求。结合光伏农业,将农业活动、科技示范等元素融为一体,可极大地发挥产业集群效应,繁荣地区经济。

光伏产品知多少

  • 太阳能杀虫灯

相比于传统农药,太阳能杀虫灯最大的好处是取代农药或少用农药,可保证食品安全。同时,市场上的此类产品已经具有时控、雨控、光控、全天候智能化管理等功能,除了普通电源产品外,有些高科技公司还开发出一体化野外太阳能照明杀虫灯、室内便携式照明杀虫杀蚊灯等产品,极大地方便了农民进行病虫害防治。

  • 新型太阳能生态农业大棚

这种技术将太阳能光伏发电系统、光热系统及新型纳米仿生态转光膜技术综合嫁接到传统温室大棚上,达到增效增收的效果。

  • 太阳能光伏养殖场

就是将现代清洁能源工程与传统养殖事业相结合,在养殖场屋顶建设光伏电站,用以改造和提升传统养殖业并提供绿色能源的一种全新尝试,同时其推广和普及也能在提升新能源利用水平方面起到积极作用。

  • 新型农村太阳能发电站

这是一种以村为单位分享光伏发电系统的创新型商业尝试,在每一个村庄建设一个光伏电站,服务“三农”。考虑到太阳能发电技术在新农村建设中具有较大的应用发展空间,未来这类产品将大有可为。

  • 太阳能污水净化系统

现在,农村的环境污染日益严峻,污水是其中一大问题。太阳能污水净水系统在将太阳能转化成热能、电能后再有效地运用于污水处理工艺中,在这个过程中,基本没有二次污染和能耗转移。

  • 农用太阳能小产品

如太阳能手电筒、太阳能马灯、太阳能充电器、太阳能照明灭蚊灯等。这些产品可为偏远的无电、缺电地区的农民提供极大的生活便利。

以上列举的产品只是几类极具代表性的、可实际运用的光伏产品。实际上,光伏农业还在其他很多方面有着广阔的应用前景。

光伏农业主要模式

四大模式

光伏种植:将光伏和种植业结合在一起,具体包括光伏蔬菜、光伏花卉、光伏苗木、光伏食用菌、光伏中药材、光伏茶园、光伏果园、光伏林业等。

代表企业:昌盛日电开创了“棚顶发电,棚下种植,发电种植两不误”的光伏农业种植新模式,还设立专门的农业园区开发、运营团队,发展育种、种植、物流、销售全产业链运作,处领先地位。

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光伏养殖:将光伏和畜牧养殖结合在一起,具体模式有光伏畜牧(牛、羊、猪、鸡、鸟类等),以及光伏渔业(淡水养殖、海水养殖及水面光伏等)。

代表企业:河南豫新太阳能科技开创了光伏畜牧养殖新纪元,在河南内黄县125mw光伏发电板的下面“羊欢蛙叫”,把光伏农业大棚建成了羊圈和林畦饲养场!

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光伏水利:将光伏和水利设施相结合,包括农业灌溉、人畜饮水、林业灌溉及荒漠化治理。

代表企业:云南卓业能源有限公司的光伏水泵系统,解决了我国部分缺水地区的人畜用水及边疆地区天然草原改良和沙漠化改造草料地建设!

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光伏村舍:结合美丽乡村建设,把光伏应用到农村建筑中。

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海南省常皮村

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浙江宁波市鄞州区龙观乡李岙村

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山东省第一个光伏村——沂源县东里镇梅家坡村

八小模式

菌菇光伏模式:这种模式是在空地种植速生植物,对废弃资源循环利用,解决大量固体废弃菌包的环境压力。主要有“一地多用(三用)”模式:顶——光伏大棚发电;中间——栽培食用菌;地下——水产养殖。

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河北省承德市平泉县黄土梁子镇梁后村光伏设施农业食用菌扶贫园区内种植香菇

渔光互补模式:目前主要有四种模式,即封闭式、开放式、飘浮式和跨越式。飘浮式的水深在七八米的时候,不可能打桩,这样成本太高。

水上浮体太阳能发电系统包括电池板、“浮体架台”;连接架台、“连接板(桥接板)”和用于固定两者的“紧固带”等。可在每个浮体架台上,以10度的设置角度一张张安装外形尺寸为宽(1500-1700毫米)×进深(980-1000毫米)×高(35-50毫米)的太阳能电池板。

代表企业:四川通威集团推出的“渔光一体”养殖模式,也被称为光伏渔业的通威模式,它实现了“上面发电,下面养鱼”,这种“渔光一体”养殖模式作为一个科技创新成果,通过了四川省科技厅的验收!

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蔬菜(瓜果)光伏模式:大棚的种类有:封闭式连体连栋大棚、封闭式单体大棚、敞开式单体大棚。敞开式比较适合北方推广,敞开的架子正好是果蔬爬藤的支撑,这就降低了成本。

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畜禽(牧业)光伏模式:该模式在北京周边发展已较成熟。在张家口张北区有羊群基地,内蒙古等地还有养鸡养鸭基地,和窑洞结合起来,打了很多的洞让鸡去生蛋。其类型有封闭式(牧民散养——集体规模建设分包给牧民养殖)、半封闭、半开放式、开放式等。

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林光模式:林光就是常见的园艺、林木、果树,目前国家林业局对林业政策适当放开也提供了一定的发展空间,类型主要有弱光型、阴阳型花卉苗木光伏大棚,封闭式、敞开式光伏农业大棚等。

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全国首个沙漠“林光互补”示范项目

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广西首个“林光互补”光伏扶贫项目

药材光伏模式在一些地方种一些中药材,这些药材都可以跟光伏很好地结合,种植时间是十到十一月份种下去,在来年的三四月份挖出来。中药材当中,三七、铁皮石斛、灵芝、天麻、猪苓、重楼、闹羊花、紫参、玉竹、旱半夏、黄精、白芨、龙牙百合等喜阴中药材适合在阴冷潮湿的山区地方种植。

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山东合者光电新能源投资有限公司黄店20MW下面种植中草药

生态光伏模式:有湖畔,有大量的矿山如煤矿区、盐碱地,都可以做生态光伏的开发。

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甘肃省首座沙漠生态光伏发电站

水利光模式:偏远农村,尤其是山区、海岛解决生产、生活用电的同时,推动农村机电排灌、节水灌溉等现代农田水利技术的发展,可实现节省人力、财力、物力、电力的目的。

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毛乌素沙漠光伏滴灌系统

光伏水利涉及的领域或技术有光伏提水系统(或称光伏扬水系统)、农田排灌、节水灌溉及其控制系统和光伏生活用水、光伏海水淡化、光伏污水处理等。因此,领域十分广泛。

你还期待光伏板下有什么?

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种水稻

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种玉米

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种生姜

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种茶叶

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种大豆

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养林蛙

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养牛

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养驴

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同时,该基地50亩的油菜地与“光伏稻”形成“一茬油菜一茬稻”的模式,油菜收割后,种植水稻,如此循环,收益可观。

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北堆村多为45岁以上的留守妇女,家中青壮年男性劳动力多出外务工。基地工作的多为东沟镇就业比较困难的贫困家庭,通过在该基地务工,当地约100名农民以承包、务工的形式实现就业增收。

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陕西蒲城40兆瓦光伏电站下面种植的向日葵

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宁夏宝丰光伏扶贫项目下种马兰花、枸杞、苜蓿

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光伏板下面种植的大豆

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常山同景10.9MWP农光互补智能光伏电站水稻

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浙江常山30MW农光光伏发电下面种植荞麦

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中节能汉川农业光伏科技大棚棚内培植有机作物

(ps:“光伏+农业”是不是结合的不错?!)

目前存在问题

光伏农业发展极具前景,但是对普通的种植户来说,也存在着许多问题。

◆造价过高。目前光伏大棚形式多样,要根据实地情况才能定价,成本一般比其他的都贵。按照一亩地可以建200kW的容量来算,安装成本在8元/W,全部下来要160万元,加上大棚的投资,价格还要高出不少。如果没有地方政策,补贴的明确支持,收益能否回来很难说,说不定还有可能亏本。

◆农作物种植问题。老百姓在农作物种植的时候要考虑植物的光照喜好情况。有的植物并不需要全天光照,只要几个小时就能满足植物生长所需要的光合作用。可在大棚内种植厌光植物,如蘑菇,也是一种选择。

◆光伏农业大棚尚无国家的行业建造标准,各地自行其是,不利于大范围推广。一些地方将光伏板架在大棚后面,影响了棚室采光需求,为了保证采光又要加大间距,无形中缩小了种植面积,浪费了农地。

延伸

由光伏农业标准化委员会己经公开发布光伏农业标准六部:

《光伏农业系统技术导则》《光伏农业术语与符号》《渔光一体池塘及园区建设、养殖管理技术规范》《光伏油用牡丹园技术导则》《光伏猕猴桃果园技术导则》《光伏农业电站系统设计、施工、验收与维护规范》

己通过地方标准机构评审的标准一部:

《光伏大棚茶叶生产技术规程》 已通过山东省质量技术监督局评审

己完成征求意见稿的标准五部:

《光伏畜牧养殖标准》(五次修订)、《渔光一体池塘设施渔业技术规范》、《光伏农业园区建设技术规范》、《光伏食用菌大棚建设技术规范》、《光伏葡萄园建设技术规范》

专家说

中国光伏农业产业联盟秘书长 张勇

光伏农业的重点在设施,光伏农业的根本在农业,在光伏农业项目建设中,一定要以农业为主,光伏只能是锦上添花,而不能喧宾夺主,光伏只是发展的工具,农业才是光伏农业发展的根本目标。

光伏发电现在成本较高,还未真正走入平价上网时代,而且目前还处于起步阶段,受许多因素的影响,对我们普通的农户来说,可能作用还不明显。但是,相信未来随着国家政策、财政补贴的保驾护航,经验的成熟,光伏在农业上的应用会越来越广泛,老百姓将从中受益越来越大。

来源:京郊日报、山西农民报、光伏名人堂、村小爱等

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nongmin123 发表于:2017/8/29 10:57:00   | 只看该作者 查看该作者主题 沙发 
雇了51%的人却只发了0.9%的电,光伏难道是鸡肋?

【无所不能 文 | 行琛】去年,美国光伏行业用全国51%的雇员发了全国0.9%的电。

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这个令人啼笑皆非的数据来源于美国的能源部(DoE)和能源信息属(EIA)。

2016年美国的发电行业中,从事光伏发电的雇员达到了约37.4万人,占到了发电行业总从业人员数量的51%。但光伏电站的发电量却只占到了所有类型电站发电量的0.9%。

中国光伏行业就业人数和发电量的对比情况甚至不如美国。为什么会这样呢?能豆君总结出这一现象的4个原因,行业的特点造成了目前比例不协调的情况。

雇了发电行业过半人,发电量不到1%

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图:2016年美国发电行业从业人员统计

来源:Statista.com;美国能源部

据美国能源部在今年年初发布的《美国能源就业报告》中的数据显示,2016年美国的发电行业中,从事光伏发电的雇员达到了约37.4万人,超过了化石能源发电、风电和核电从业人员总和,占到了发电行业总从业人员数量的51%。而与之形成鲜明对比的是,2016年光伏电站的发电量却只占到了所有类型电站发电量的0.9%。

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图:2016年美国不同技术发电量占比

数据来源:美国能源信息署(EIA)

如果考虑人均发电量的话,光伏只有0.1GWh/人,不到天然气、燃煤和核电的百分之一,比同是可再生能源的风电也低了很多。

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图:2016美国各电力行业人均发电量

数据来源:能豆君算的

再来看我国,2016年我国光伏全年发电量662亿千瓦时,占我国全年总发电量的1%,我国光伏行业全产业链就业人数达165.2万人,是美国从业人数的4倍多,而我国光伏人均发电量是0.04GWh/人,还不到美国的一半。

有人说美国的光伏产业仅以0.9%的发电量就撬动了51%的就业,足以见证这个产业的蓬勃势头。但发展光伏产业的本质目的还是产生清洁的可再生能源,如果发电量杯水车薪,投入的劳动力和财产岂不是浪费?难道光伏真的是鸡肋?

光伏电站“产电率”何以这么低

那么问题来了,为什么光伏产业的“产电率”这么低?能豆君总结了以下四点原因。

➤装机容量小

能豆君认为这是主要的原因。煤电以及燃气发电已经有上百年的历史并且作为第二次工业革命的主要推动力已经在能源领域站稳了脚跟。

对比一下中美2016年光伏装机量与燃煤天然气装机量就可以发现问题:

可以看出,虽然有51%的人从事了光伏产业,美国的光伏总装机量仅为全国发电总装机量的3.%,而这个数字在中国也只有4.7%。

光伏行业起步晚,虽然近几年发展迅猛装机量突飞猛进,但总量比起化石能源还是小巫见大巫,装机量低是光伏发电量较低的主要原因。

➤利用小时数低

由于光资源的不持续性造成了光伏发电的利用小时数远低于火力发电。据统计,2016年中国的火电平均利用小时数为4165小时,而2016年全国光伏利用小时数最高的省份内蒙古只达到了1662小时,重点省份中新疆只有910小时。我国按照不同地区光资源的自然条件划分了三类光资源区。其年平均光照小时数如下表:

图:我国三类光资源区分布

可见光照最丰富的地区年光照小时数也不过1700小时,比起火电动辄4000多的发电小时数,光伏发电自然不占优势。

➤劳动密集型产业

建好的火力发电站只用人员维护运营就足够了,不需要再投入大量的人力资源。一座2×660MW的火力发电站大概需要200多个员工就够了,平均下来劳动密集度为6.6MW/人。

光伏产业目前飞速增长,多数从业人员从事的都是光伏设备的安装工程工作。拿分布式来说,一个屋顶的装机容量如果是5kW,需要5个工人花两天的时间装好。而这些工人往往是装完了这一批装下一批。一个1.5MW的集中式地面电站需要30个工人40天装好。如果一个普通的分布式光伏工人一年能装100个5kW的项目,或者一个普通光伏电站工人一年能装5个1.5MW的项目。算下来光伏行业从业人员的劳动密度是100~400kW/人,和火电行业不是一个数量级。

当然,劳动密度的高低是由光伏和火电行业的性质不同而产生的。火电行业中重运维而轻安装(甚至还要去产能),而光伏行业运维成本低但安装却进行得如火如荼。未来几十年之后如果光伏的总装机量能达到火电的规模,我们就会看到两个行业劳动密集度此消彼长。

➤数据不完全性

最后一个解释该数据的原因就是统计数据自身的缺陷性。美国能源部的报告里的37.4万人这个数据有一个限定条件,即全职或兼职。对于光伏行业来说,有大约26万人大部分的时间是在光伏行业工作,而剩下的人只把光伏工作作为副业,全职做光伏的人数可能更少。而火电行业从业人员基本上都是全职人员。从这个角度而言其实光伏行业的从业人数实际上可能没有看起来这么多,毕竟有很多人是身兼数职。所以这样的统计方法本身就为数据带来了局限性。

通过以上的四点分析我们可以看出,光伏行业由于其自身的特殊性以及处在规模小但是快速发展的阶段,造成了其看起来从业人数多但实际发电量少的现象。不过随着光伏产业的不断快速发展,我们会慢慢看到光伏发电量的逐步提升以及从业人员增长放缓甚至减少的过程。

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