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光伏發(fā)電與現代農業(yè)相結合 |
(時間:2016-11-18 9:23:49) |
光伏農場是將光伏發(fā)電與現代農業(yè)結合起來的一項新技術,在日本、德國、意大利等國都有一定規(guī)模的應用。日前,中國科學技術大學先進技術研究院研發(fā)了一項新技術“農作物智能光照技術”,它能夠分離植物萌芽、生長、開花、結果和育種所需的約10%的可見光,同時將剩余80%以上的光通過槽形發(fā)光器進行反射,集中到一塊標準的太陽能電池板上,用于發(fā)電。 “光伏農業(yè)”項目從產業(yè)化角度看仍處于早期。它的基本原理是:每種植物的最佳生長都只需要吸收特定范圍的光譜,可以測量出不同植物吸收的光譜,然后根據光譜數值設計光譜比,利用獨特的薄膜技術分離太陽光譜,讓每種植物類群能夠精確吸收其生長所需的光譜。比如西紅柿的生長需要吸收的紅光要大于藍光,比例約為9:1。 目前中國科大已經建設完成了一個實際示范及實驗系統(tǒng),完成了經過人工選擇陽光條件下和普通光照條件下三種農作物(黃瓜、竹葉菜、生菜)生長情況的對比實驗,植物主要生理參數(可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、根活躍吸收面積)測試結果表明:在3—5月份光照充足的春季使用濾光膜對農作物生長有好處,可以幫助實現作物增收、改善作物品質等。值得一提的是,實驗中農作物不僅接受透過多層干涉濾光膜的紅藍光,還有全光譜的漫散射太陽光(約占15%光能)。 這項技術能實現的不僅僅是為植物生長分離和提供所需的光照,還能將剩余80%以上的光用于發(fā)電。 現有光伏農場及光伏植物大棚都沒有很好解決農作物光照需要與發(fā)電的矛盾。從這一點上來說,農作物智能光照技術則是一種可以實現種植與光伏發(fā)電“兩不誤”的創(chuàng)新方案。與過去國內外光伏農業(yè)系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)由簡單的幾何分光或者強度分光升級到光譜分光,在實現光伏發(fā)電的同時,還優(yōu)化了植物生長光照條件,可以使太陽能的利用“最大化”。從實際示范及實驗系統(tǒng)的效果來看,在5月中旬晴朗天氣條件下,中午時間單位面積發(fā)電能力已經達到87瓦/平方,水蒸發(fā)減少了40%!胺N地+發(fā)電”可能成為廣大農戶成倍提高收入的一個新生產模式。 目前,這一系統(tǒng)在國內仍處于前期示范階段,中等規(guī)模量產還需要具體實踐。從示范工程來看,采用這種智能光伏系統(tǒng)發(fā)電,每瓦成本約9.8元。相比之下,傳統(tǒng)光伏和光伏農業(yè)系統(tǒng)發(fā)電每瓦成本分別為6.5元和8元。
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