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随着近年来光伏产业在国内的产能过剩，尤其是2003年欧盟对中国光伏产业的“双反”制裁，使光伏产业的出口受到极大地挤压和限制，积极开拓国内市场已经成为了当前光伏产业的未来和共识。
由于太阳辐射单位面积能量密度较低，收集和利用太阳能就需要大量的土地面积。中国西北地区有大面积的荒地、沙漠、戈壁和盐碱滩，而且太阳能资源充足，能够为光伏产业的发展提供充足廉价的土地，但这些地方往往也是人烟稀少、工业和农业不发达的地方，从这里发出的电能难以就近消纳，需要远距离输送到中国东部及沿海城市的工业集中区域，这就需要建设远距离超高压输电线路，费用惊人，而且建设周期长，还需要国家的统一协调部署和投资，远水解不了近渴。中国中东部及沿海城市是工业化和城镇化的集中区域，是电力负荷的用电中心，但这里也同时是土地肥沃的粮仓，大面积发展光伏产业将直接影响农业生产，在中国耕地资源紧缺，粮食生产缺口逐年增大的大背景下，严格控制耕地红线已经成为了国家基本国策。
因此，如何在国家土地政策的范围内，在中国土地肥沃而太阳能资源充足，同时又是工业和城市用电负荷中心的华北和长江流域地区发展光伏产业就成为了行业发展需要突破的瓶颈。近年来，开始研究并逐渐兴起的兼顾光伏发电和农业生产的光伏农业技术成为了当前突破这一瓶颈的有效方法。
将光伏板直接铺放在温室的屋面，利用温室的结构支撑光伏板发电，同时温室内还进行正常的农业生产，是设施农业生产中一种良好的光伏农业结合技术。近年来，各地相继开展了这方面的研究和探索。寿光的科技工作者也不失时机地开展了这方面的工作，已有多个企业和研究单位建设了实验温室。笔者通过在寿光的参观，将所见所闻的各种光伏温室的做法及其效益和存在的问题综述如下。
光伏板的布置方式
在参观过程中笔者看到，寿光在光伏技术利用中，采光板有3 种不同的布置位置，相应地光伏发电量和对农业生产的影响也不尽相同。
光伏板布置在日光温室后屋面
将光伏板布置在日光温室的后屋面基本不影响温室的采光，对农业生产没有任何影响（由于光伏板分散布置在透明背板上，基本不影响后栋温室的采光，也不影响温室栋与栋之间的间距），光伏发电产出的电能储存在蓄电池中，根据温室用电的需要随时使用，如图1。这种方法由于受到日光温室屋面面积的限制，布置光伏板的数量不能过多，因此，产生的电量也有限，而且需要蓄电池蓄电，相对造价较高。
光伏板布置在日光温室采光面
将光伏板布置在日光温室的采光面，相对而言，布置光伏板的数量可不受限制，但由于光伏发电和温室内作物生长都需要光照，两者在光能利用上形成了竞争局面。为了兼顾两者用光需求，一般在温室采光面布置光伏板时都采用间隔交错布置的形式（图2）。但不论采用怎样的交错布置，温室内总会形成阴影，使室内光照的均匀度显著下降，将直接影响作物生长的均匀性和商品性。为了尽量减少光伏发电对室内种植作物采光的影响，新的光伏板布置位置改进方案将光伏板放置在了温室采光面靠近后墙的部位，使光伏板在室内产生的阴影基本投射在温室的后墙上（图3a），或者将光伏板布置在温室靠近山墙的屋面部位，因为这一位置往往是放置水池的地方，对温室作物的采光不会产生直接的影响（图3b）。这两种方法完美地解决了光伏板发电与作物采光对光照要求之间的矛盾，但对后墙和山墙接受直射辐射所产生的蓄热作用却有削弱。室内的对流换热能否补偿直射辐射的储热量或者能补偿多少，需要做进一步严格的实验测试。
光伏板布置在连栋温室采光面
相比在日光温室，在连栋温室的屋面布置光伏板，光伏板布置的数量会更大。为了最大限度减少对温室内作物光照的影响，在连栋温室上布置的光伏板一般都间隔交错布置。寿光采用了一种方法，将温室的高度提高，并减少温室的连跨数，使屋面光伏板形成的阴影在春秋季节投射到温室外从而保证了室内种植作物对光照的需要（图4）（夏季由于光照充足，温室也需要遮阳，而且光伏板遮光所形成的阴影在室内是移动的，不会对作物形成光照不足的生理障碍）。但这种做法需要在两栋温室之间预留出足够的空间，以便前一栋温室屋面的阴影不要影响后一栋温室的采光，对土地的浪费比较严重。
光伏温室的效益
据当地生产经营者介绍，在日光温室上安装光伏板，并网发电，销售电价在1元/度以上，全年的电价收入在11 万元，加上温室内作物的收益，全年1 栋温室的销售收入在15 万元以上，而且光伏温室建设还能得到政府补贴，可大大节省建设投资。目前，国家政策鼓励小型个体企业或个人发电并网，也疏通了光伏发电销售的渠道。光伏板按照25 年的使用寿命计算，在整个经营期内电价基本不会波动，可消除生产经营蔬菜的市场风险，生产者将具有非常显著的经济效益。
风险与建议
由上可知，光伏温室目前具有较好的经济效益。但笔者认为，在未来长期发展过程中也一定存在不可预测的风险。如光伏板的发电量将随使用时间的增加会有一定的衰减；光伏发电的电价是否一直能得到政府的补贴而处在高位状态；光伏温室对农作物种植或多或少有影响，一方面会影响作物的产量和质量，另一方面政府是否一直能允许并鼓励在基本农田上建设大量的光伏温室。因此，温室建设者在选择建设光伏温室时一定要做长远打算，远近结合，深入研究，独立思考，在经过多方案比较，最大限度消除潜在风险后再下定决心投资建设，以避免不必要的损失。
*项目支持：公益性行业（农业）科研专项：现代农业产业工程集成技术与模式研究（200903009）；公益性行业（农业）科研专项：适合西北非耕地园艺作物栽培的温室结构与建造技术研究与产业化示范（201203002）
由于太阳辐射单位面积能量密度较低，收集和利用太阳能就需要大量的土地面积。中国西北地区有大面积的荒地、沙漠、戈壁和盐碱滩，而且太阳能资源充足，能够为光伏产业的发展提供充足廉价的土地，但这些地方往往也是人烟稀少、工业和农业不发达的地方，从这里发出的电能难以就近消纳，需要远距离输送到中国东部及沿海城市的工业集中区域，这就需要建设远距离超高压输电线路，费用惊人，而且建设周期长，还需要国家的统一协调部署和投资，远水解不了近渴。中国中东部及沿海城市是工业化和城镇化的集中区域，是电力负荷的用电中心，但这里也同时是土地肥沃的粮仓，大面积发展光伏产业将直接影响农业生产，在中国耕地资源紧缺，粮食生产缺口逐年增大的大背景下，严格控制耕地红线已经成为了国家基本国策。
因此，如何在国家土地政策的范围内，在中国土地肥沃而太阳能资源充足，同时又是工业和城市用电负荷中心的华北和长江流域地区发展光伏产业就成为了行业发展需要突破的瓶颈。近年来，开始研究并逐渐兴起的兼顾光伏发电和农业生产的光伏农业技术成为了当前突破这一瓶颈的有效方法。
将光伏板直接铺放在温室的屋面，利用温室的结构支撑光伏板发电，同时温室内还进行正常的农业生产，是设施农业生产中一种良好的光伏农业结合技术。近年来，各地相继开展了这方面的研究和探索。寿光的科技工作者也不失时机地开展了这方面的工作，已有多个企业和研究单位建设了实验温室。笔者通过在寿光的参观，将所见所闻的各种光伏温室的做法及其效益和存在的问题综述如下。
光伏板的布置方式
在参观过程中笔者看到，寿光在光伏技术利用中，采光板有3 种不同的布置位置，相应地光伏发电量和对农业生产的影响也不尽相同。
光伏板布置在日光温室后屋面
将光伏板布置在日光温室的后屋面基本不影响温室的采光，对农业生产没有任何影响（由于光伏板分散布置在透明背板上，基本不影响后栋温室的采光，也不影响温室栋与栋之间的间距），光伏发电产出的电能储存在蓄电池中，根据温室用电的需要随时使用，如图1。这种方法由于受到日光温室屋面面积的限制，布置光伏板的数量不能过多，因此，产生的电量也有限，而且需要蓄电池蓄电，相对造价较高。
光伏板布置在日光温室采光面
将光伏板布置在日光温室的采光面，相对而言，布置光伏板的数量可不受限制，但由于光伏发电和温室内作物生长都需要光照，两者在光能利用上形成了竞争局面。为了兼顾两者用光需求，一般在温室采光面布置光伏板时都采用间隔交错布置的形式（图2）。但不论采用怎样的交错布置，温室内总会形成阴影，使室内光照的均匀度显著下降，将直接影响作物生长的均匀性和商品性。为了尽量减少光伏发电对室内种植作物采光的影响，新的光伏板布置位置改进方案将光伏板放置在了温室采光面靠近后墙的部位，使光伏板在室内产生的阴影基本投射在温室的后墙上（图3a），或者将光伏板布置在温室靠近山墙的屋面部位，因为这一位置往往是放置水池的地方，对温室作物的采光不会产生直接的影响（图3b）。这两种方法完美地解决了光伏板发电与作物采光对光照要求之间的矛盾，但对后墙和山墙接受直射辐射所产生的蓄热作用却有削弱。室内的对流换热能否补偿直射辐射的储热量或者能补偿多少，需要做进一步严格的实验测试。
光伏板布置在连栋温室采光面
相比在日光温室，在连栋温室的屋面布置光伏板，光伏板布置的数量会更大。为了最大限度减少对温室内作物光照的影响，在连栋温室上布置的光伏板一般都间隔交错布置。寿光采用了一种方法，将温室的高度提高，并减少温室的连跨数，使屋面光伏板形成的阴影在春秋季节投射到温室外从而保证了室内种植作物对光照的需要（图4）（夏季由于光照充足，温室也需要遮阳，而且光伏板遮光所形成的阴影在室内是移动的，不会对作物形成光照不足的生理障碍）。但这种做法需要在两栋温室之间预留出足够的空间，以便前一栋温室屋面的阴影不要影响后一栋温室的采光，对土地的浪费比较严重。
光伏温室的效益
据当地生产经营者介绍，在日光温室上安装光伏板，并网发电，销售电价在1元/度以上，全年的电价收入在11 万元，加上温室内作物的收益，全年1 栋温室的销售收入在15 万元以上，而且光伏温室建设还能得到政府补贴，可大大节省建设投资。目前，国家政策鼓励小型个体企业或个人发电并网，也疏通了光伏发电销售的渠道。光伏板按照25 年的使用寿命计算，在整个经营期内电价基本不会波动，可消除生产经营蔬菜的市场风险，生产者将具有非常显著的经济效益。
风险与建议
由上可知，光伏温室目前具有较好的经济效益。但笔者认为，在未来长期发展过程中也一定存在不可预测的风险。如光伏板的发电量将随使用时间的增加会有一定的衰减；光伏发电的电价是否一直能得到政府的补贴而处在高位状态；光伏温室对农作物种植或多或少有影响，一方面会影响作物的产量和质量，另一方面政府是否一直能允许并鼓励在基本农田上建设大量的光伏温室。因此，温室建设者在选择建设光伏温室时一定要做长远打算，远近结合，深入研究，独立思考，在经过多方案比较，最大限度消除潜在风险后再下定决心投资建设，以避免不必要的损失。
*项目支持：公益性行业（农业）科研专项：现代农业产业工程集成技术与模式研究（200903009）；公益性行业（农业）科研专项：适合西北非耕地园艺作物栽培的温室结构与建造技术研究与产业化示范（201203002）