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农业光伏or光伏农业(下)——渔光互补

发布时间:2024-01-02   来源:ssss   标签:光伏 农业 大棚 太阳能 项目 点击:1
内容提要:相对光伏大棚,渔光互补有一定的优势。首先,鱼塘、滩涂等地域基本不能种植作物、跟农业不产生冲突所以土地性质不敏感。其次,光伏大棚的光伏与植物争夺阳光资源,光伏直接影响植物生长的“大环境”。而渔光互补影响的是局部的“小环境”。第三,渔光互补的

农业光伏or光伏农业(下)——渔光互补,第1张

相对光伏大棚,渔光互补有一定的优势。首先,鱼塘、滩涂等地域基本不能种植作物、跟农业不产生冲突所以土地性质不敏感。其次,光伏大棚的光伏与植物争夺阳光资源,光伏直接影响植物生长的“大环境”。而渔光互补影响的是局部的“小环境”。第三,渔光互补的投资比农业大棚小,一个达到基本要求的连栋大棚投资约为400-500元每平方米。(不含光伏部分)而渔光互补项目,只有桩基部分投资相对地面电站较大。本文就渔光互补项目自身特点,简述渔光互补项目对环境的影响、经济可行性、以及技术方面的应该注意的问题。

1.光照对水产类的影响

结果表明:凡纳滨对虾在金卤灯照明的条件下生长最快,在日光灯的连续照明下生长最慢 ,在其他的光照条件下与黑暗对照的情况下其生长没有显著差异。其中,金卤灯照明条件下凡纳滨对虾的特定生长率比日光灯连续照明时要快55.89%。

但高功率白炽灯照明条件下凡纳滨对虾的生长速度稍快于剩余各处理。低功率白炽灯照明条件下凡纳滨对虾的特定生长率略低于黑暗对照,即使延长光照时间也未见显著的改善。在具昼夜节律日光灯照明条件下凡纳滨对虾的特定生长率稍高于黑暗对照,但延长日光灯照明的时间反而显著降低了凡纳滨对虾的生长速度。出现上述情况可能与作为光源的各种灯具的光谱范围、光色、光强等属性有关。日光灯的光谱通常包含有紫外线的成份,可能是对虾生长较慢的原因之一。金卤灯的光谱含有较多近红外线成份,更接近于太阳光线,这可能是金卤灯更适宜于生物生长的原因。

光伏影响光照,但是光照对水产品的影响远比对绿色植物的小。主要原因是水产生物的自主性高于植物,鱼虾可以自主的迁移到光照较好的地方。综上我们可以得出推论,光伏对水产品是有影响的,但影响有限。

2 农光、渔光互补对比

农光互补项目受到大棚结构的影响占地面积相对变化较大,江苏宿迁地区连栋大棚使用普通组件1MW面积约为20亩。如果使用透光双玻组件或者透光薄膜组件,1MW占地面积可以达到38-40亩。

在同样的地区鱼塘占地面积相对较小,靠宿迁较近盐城地区的渔光项目1MW占地面积约为17亩。除了桩基高于普通的地面电站,其他设计要素和地面电站没有差别。

渔光项目安装在水面上,对桩基有特殊的要求。一般会依据《10G409预应力混凝土管桩》图册进行设计。要求施工过程中以标高控制为准,要求底部桩端全截面进入池塘底不小于3m. 上部桩端高出设计洪水位不小于0.4m。

鱼塘越深桩基的成本越高,例如鱼塘水深3米,桩基高度至少需要6.4米。边长300mm的方形桩基含人工大约每米100元,直径300mm的空心圆桩大约70元每米。支架跟地面电站使用的没有太大差异。

根据下图所示,1MW单元需要740根左右桩基。支架部分使用Q235b钢材按照0.4元/w的市场均价计算。1MW渔光项目的桩基+支架成本大致约84万(6米桩基)。按照连栋大棚1MW占地20亩,每平米400元计算。(含:浮法玻璃、遮阳帘、通风系统、加湿系统等)成本约532万。即使用最简易形式连栋大棚成本也在250万左右。

按照10MW的容量进行财务建模。假设不含支架与桩基其他设备的成本相同并按照6.5元/W计算;太阳能年均日照小时取1400h;系统效率相同取75%。

渔光项目支架与桩基项目成本换算为0.8元/W;农光项目支架与桩基成本换算为2.5元/W;系统运维费用100万/年;银行贷款利率6%;电价1元/kwh。

同时江苏省地区农业用地租金600-1000元/亩/年;鱼塘租金800-1200亩/年。差距约200元/亩/年,25年土地使用费用差距很小。

财务评价指标汇总表(渔光项目)

4.3 金属支架和接地网

江苏、山东、浙江等分布着大量面积不等的盐田,利用地下卤水进行“井滩晒盐”高盐分的土壤对金属有强腐蚀性。盐田场地水质对混凝土结构具有强腐蚀性;对钢筋混凝土结构中的钢筋具有强腐蚀性。地下水水位以上的场地土壤对混凝土结构具有弱腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋及具有强腐蚀性。

在支架系统的选择上应采取:预应力混凝土管桩采用抗硫酸盐硅酸盐水泥、掺入抗硫酸盐的外加剂、掺入钢筋阻锈剂、掺入矿物掺和料,表面涂刷防腐蚀涂层35mm。

常规光伏电站接地材料首选镀锌扁钢。但厂址为盐场或者强腐蚀地区时,需选择钢镀铜材料。 钢材不存在点蚀,属于缓慢的均匀腐蚀,铜在土壤中的腐蚀速度大约是钢的1/5,铜的年腐蚀率约为0.02mm/年,纯铜接地装置的寿命可达50年,钢镀铜接地装置的实际寿命可达25-30年。

结论: 渔光项目在经济上优于农光项目,但是选址复杂,应仔细选择项目。

潮湿环境是电子设备最大的不利因素,应该选择防护等级高的设备。

作者:张喆

光伏扶贫主要有以下几种途径:

1 户用光伏发电扶贫:利用贫困户屋顶或院落空地建设3-5KW的发电系统,产权和收益均归贫困户所有。

2 村级光伏电站扶贫:以村集体为建设主体,利用村集体的土地建设100-300KW的小型电站,产权归村集体所有,收益由村集体、贫困户按比例分配。

3 光伏大棚扶贫:利用农业大棚等现代农业设施现有支架建设的光伏电站,产权归投资企业和贫困户共有。

4 光伏地面电站扶贫:利用荒山荒坡建设10MW以上的大型地面光伏电站,产权归投资企业所有,之后企业捐赠一部分股权,由当地政府将这部分股权收益分配给贫困户。

以上就是光伏扶贫的几种途径。

光伏大棚属农光互补项目,必须要政府支持,正规报批立项后,贷款和补贴才可顺利进行。可靠程度主要是看资金来源,钱不可靠,政府保证也没用。目前国家在部分地区限电纯光伏和风电项目,支持农光互补和渔光互补项目,所以导致央企和财团之外的大量的农业相关公司投资光伏建设光伏大棚,要贷款要补贴,资金链紧张的比比皆是。举例一个30兆瓦的农光互补项目就需要3亿多元来作为前期建设投资,所以建议参与项目一定重点摸清资金来源。

所谓“农光互补”就是棚顶太阳能发电,棚内发展农业生产的新型发展模式。

一、农光互补通过建设棚顶光伏工程实现清洁能源发电,最终并入国家电网,同时在棚下将光伏科技与现代物理农业有机结合,发展现代高效农业,既具有无污染零排放的发电能力,又不额外占用土地,可实现土地立体化增值利用,实现光伏发展和农业生产双赢。

二、模式:棚外光伏发电,棚内种植蔬菜,所发电量除供棚内使用外,余量并入公共电网,享受国家新能源发电政策补贴。

三、几种模式及其带来的收益情况:

冬暖式反季节光伏农业大棚

a用途:主要种植反季节瓜果类蔬菜菜,要求冬季保温效果好

b构造:一后墙采用土墙便于保温,棚顶使用钢结构,利用太阳能电池板和透光玻璃代替常用的塑料薄膜

c安装举例:太阳能组件通常会安装在棚顶的后部,竖向安装三排,东西100米长,南北10米宽,种植区域透光率80%以上

d收益:占地1000平米的棚顶可安装组件75千瓦,角度30度,年发电9万千时。大棚及发电系统总投资约80万元,发电年收入108万元,农业纯收入8万元,两项收益年可达188万元。

弱光型光伏农业大棚

a用途:种植菌类等弱光作物,对光照要求低,保温效果要求高

b构造:棚顶使用钢结构,利用太阳能电池板代替常用的塑料薄膜。由于这种模式的大棚不需要透光,太阳能组件通常会全部安装

c安装举例:大棚东西100米,南北10米宽,占地面积1000平米的棚顶可安装组件800件250W组件,一个大棚整体光伏装机容量为200千瓦,角度30度,年可发电24万千瓦时

d收益:大棚及发电系统总投资180万元,发电年收入288万元,农业纯收入10万元,两项收益年可达388万元。

光伏养殖农业大棚

a用途:畜牧养殖,是一种钢结构连栋温室模式。该模式光伏大棚能够最大限度的用土地资源,棚顶全覆盖太阳能组件,棚下进行畜牧养殖。

b安装示例:大棚整体由若干个南北宽8米、东西长8米的单元(清洗通道为50厘米宽)组成,大棚阳面可竖向安装三排组件,角度为30度。

光伏农业概述:简单来说,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提供等领域的一种新型农业。

光伏农业符合生物链关系和生物最佳生产原料能量系统要求、遵循农产品生产规律并创新物质和能量转换技术,以达到智能补光、补水及调温的目的,而其产出的农产品将比现有方式生产的产品更安全、更营养、更多产。

光伏农业的光伏技术主要有:Solartech光伏提水技术(光伏扬水系统)、光伏水泵、滴灌、喷灌、微灌等产品。光伏农业的意义相较于传统农业而言,光伏农业是一场实现农场变工厂、田间变车间的生产方式变革。在国内,伴随而来的“光伏下乡”相关政策即将出台。

其在现代农业中有着广泛的运用前景和重大的现实意义:

首先,有利于种植、养殖环节的环境综合保护。如太阳能杀虫灯等设备的应用可有效解决传统农业中因大量使用化肥和农药而带来的土壤肥力下降、(蔬果)农药兽药残留严重、农业废弃物大量增加的问题,从而达到保护农村生态环境、减少食品安全事故的目的。

其次,可为种植、养殖基地提供能源供给,比如,建立光伏温室大棚能给蔬菜、花卉、苗木、牲畜等种植养殖场所提供热量和电力,以确保其顺利过冬。

第三,可改善农民生活。现在国家正在大力推进文明村镇建设,其中一个重要内容便是加快农村基础设施建设,如能将太阳能照明、太阳能取暖等在农村逐步推广,这无疑将为农民提供生活便利。

第四,光伏农业也可运用在林业生产或水利建设上,比如太阳能水情监测报告系统、林业监测报告系统、水利灌溉系统等都需要利用光伏科技和太阳能。由此,笔者有理由相信,光伏农业将是解决我国现代农业发展长期困境的发动机,是进一步发展农村经济、改善农民生活的必然选择,也是农业生产方式变革时势所趋。

从长远来看,发展光伏农业对于我国的农业转型具有重要意义,而从短期来看,光伏农业是是解决目前光伏产业困境的有效措施。 2011年,国际光伏市场萎靡不振,国内大量光伏企业也陷入困境,产能过剩问题严峻,原本风光无限的光伏企业集体进入“寒冬”。从根本上讲,国内光伏产业要打破危机,关键就在于能否逐渐实现自我转型,摆脱对出口的依赖,这就需要其深耕国内应用市场。然而,尽管中国的大城市人口众多,但房屋大多是高楼大厦,也就是说大部分城市人没有自己的屋顶,这决定了中国的光伏应用难以像发达国家一样以居民别墅的屋顶发电设备为主。光伏企业想在城市打开一片天,其难度可想而知。笔者以为,要开拓国内光伏市场,走“农村包围城市”的路线或许更为现实,而发展光伏农业则是一个必然的选择。 要走“农村包围城市”之路,光伏应用企业需要转型升级:加大产品在终端运用的研发力度,生产出在农业生产、农民生活中可广泛运用的光伏应用产品,以化解市场危机,因为广袤的农村地区有着巨大的市场潜力。比如,如果新建一个万亩的光伏蔬菜大棚,需要近200兆瓦的多晶硅片。

有专家计算,如果在全国大面积、大范围地推广光伏农业产品,其市场产值可达千亿元规模,在五年内可达到万亿元规模,这几乎是一种裂变式的增长。太阳能在光伏农业领域内的应用 光伏农业不仅是一个诱人的概念,它还具有广阔的产业化前景,现在,很多产品已在农业生产中发挥作用。

从目前的情况看,主要有以下几类:

第一,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空、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。

第二,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,达到不可思议的效果。比如,转光膜技术能根据不同植物生长对不同波长光吸收的需求,对透过转光膜的太阳光进行波长转换,以便农作物更容易吸收,提高了光合作用的效率。这种新型农业大棚能完全实现能源自给,既节能环保,又极易维护,相比于传统大棚,有成本低廉、农产品量质皆高的优点。

第三,太阳能光伏养殖场,这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畜牧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。

第四,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。

第五,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。

第六,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。

假以时日,类似的产品会源源不断地被开发出来,为农业生产提供便利的同时,也能提升农业科技水平,改善农民生活水准,推动农村加快转型。国家采取措施推动光伏农业发展 综上可知,现代农业需要光伏技术支撑,而光伏产品在农业上的应用价值也不可估量,推动光伏农业发展,是发展现代农业和解决光伏产业困境的双赢之道,而政府应该在其中有所作为。

笔者以为,政府可从以下几个方面采取措施推动光伏农业发展:

首先,中央政府应尽快出台扶持光伏农业相关应用的配套支持政策和法规。

其次,各级政府应制定出资金扶持政策,以鼓励相关企业投入到光伏农业领域。除了给予企业相应的资金补助外,还应从每年的新能源专项资金中拿出部分资金用于扶持光伏农业。同时,还应允许各地农业局或科技局申请专项经费用于推广太阳能农业技术或产品。

再次,中央、省级相关部门应和各地农业厅牵头,打造光伏农业样板和示范工程,专款列入国家财政预算,为其发展培养优秀人才和培育初级市场。

最后,在农业部现有的每年农机补贴经费中增加光伏农业产品补贴的份额和范围,扶持光伏农业的快速发展,同时是为我国整体光伏产业解决燃眉之急。

近日,位于山西省长治市郊区的100MW光伏农业科技大棚项目正式开工建设。该项目由潞安集团太阳能公司和中节能集团太阳能公司共同投资,分两期建设,总占地面积达5000亩,总投资约15亿元,一期建设的项目规模为50MW。

光伏应用新模式

光伏农业科技大棚是分布式光伏应用的一种新的模式。与建设集中式大型光伏地面电站相比,光伏农业科技大棚项目有诸多的优点。首先,光伏农业大棚利用的是农业大棚的棚顶,并不占用地面,也不会改变土地使用性质,因此能够节约土地资源;其次,通过在农业大棚上架设不同透光率的太阳能电池板,能满足不同作物的采光需求,可种植有机农产品、名贵苗木等各类高附加值作物,还能实现反季种植、精品种植;最后,利用棚顶发电不仅可以满足农业大棚的电力需求,还可以将剩余的电并网出售,增加收益。

与传统农业相比,光伏农业科技大棚更加重视科技要素的投入,更加注重经营管理,更加注重劳动者素质的提高,作为一种新型的农业生产经营模式,在带动区域农业科学技术推广和应用的同时,通过实现农业科技化、农业产业化,将成为区域农业增效和农民增收的支柱型产业。因此,光伏农业科技大棚不仅能够有效利用太阳能资源,产出清洁绿色能源,还能实现高效种植,为绿色农业生产提供一条新的路径。

该项目一期50MW的农业科技大棚建成以后,按照长治市年均日照资源计算,每年可发电5768万度,25年的运营期内可总共发电1442亿度,棚内种植还可解决1000余名农村劳动力的就业问题,将取得巨大的经济效益、社会效益和环保效益。

潞安太阳能公司周水生总经理在接受采访时说:“将太阳能电池板安装于大棚上,可以有效利用屋顶太阳能资源,大棚内的照明、通风、供暖等用电问题也可通过光伏发电解决,这等于在同等面积的土地上实现了立体生产,取得光伏发电收入和农产品收入两种收益。这种分布式光伏应用的模式将是今后我国光伏应用市场的一个重要发展方向。”

据了解,该项目的投资和承建方潞安集团在光伏电站建设方面优势明显。不仅具备600MW/年太阳能光伏垂直一体化生产能力,基本构建了集“产品营销、系统集成、工程承建”一体化的光伏产业发展新模式。在2012年,潞安在云南永仁等地建成总容量超过150MW的并网光伏电站、太阳能路灯和大型商业用电多个光伏项目,此次项目将全部采用潞安太阳能公司生产的高效多晶和双玻多晶硅组件。

分布式助力农业现代化

据专业人士介绍,光伏农业大棚优势有很多,例如由于采用全框架高标准支架系统,光伏组件置于温室的上面,可以有效利用温室大棚的空间,温室大棚里的用电,比如采暖、通风、照明,可以通过光伏电站来解决,相当于在同等面积的土地上形成了立体的生产。光伏农业大棚造型非常美观壮丽,具有观光农业特性,所种植的各种作物也符合有机农业标准,观光、有机加发电收益,是未来科技农业的发展之路。与此同时,农业与光伏一体化电站,将传统农业种植与光伏发电相结合,提高光伏发电项目土地的综合利用率,实现阳光、土地资源的立体高效利用,达到了农业和发电的双向收益。

负责现场施工的潞安副总经理张爱民介绍,该项目建成后可充分利用城郊地区的区位优势,配套建设育种中心、农产品集散中心,进一步发展建设生态观光旅游园、现代农业示范教育基地,把农业活动、科技示范等融为一体,发挥产业集群效应,繁荣地区经济,建成全省全市特色农业的样板和窗口。

专家指出,我国农业大棚面积居世界第一,除小型拱棚等简易设备外,日光温室、塑料大棚面积超过200万公顷,是宝贵的光伏发电资源。而且在一些蔬菜种植重点乡镇,农业大棚往往连接成片,具备分布式发电和并网的条件。

对于光伏农业的发展前景,NPD Solarbuzz分析师韩启明预测:“中国的农业光伏市场曾经被下游光伏供应商及安装商忽视。但在我国国内光伏应用市场快速发展的今天,农业光伏则是众多应用中最具前景的一种。在农业光伏项目中,最普遍的类型就是光伏大棚。”

但是,我国农业光伏的未来发展之路仍然任重道远。在近日举行的“2013中国光伏电站研讨会”上,曾有业内专家指出,我国目前大多数地方仍然是精耕细作的小农经济经营模式,大多数农业生产还停留在粗犷的低级阶段,未来分布式光伏应用在农业生产上,还要解决好成本过高、入网难等诸多问题。

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