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[摘 要]随着社会经济的不断发展，能源短缺以及环境污染问题越来越明显，为了改善这种现状，人们高度关注可再生能源的开发和利用，如：太阳能、风能等，已相继在相关领域中得到了广泛运用，并取得了十分显著的成效。本文主要针对太阳能光伏发电在农业温室补光系统中的应用进行详细论述，进以表明太阳能在我国农业生产中所创造的实效作用，以便为有关人士作为参考。
[关键词]太阳能光伏发电；农业温室补光系统；应用分析
中图分类号：S401 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）14-0231-01
太阳能光伏发电是一种环保性、实用性极高的新型发电系统，其主要通过光伏电池板，将所接收的太阳辐射能转化成人们可利用的电能。目前，这种发电方式已与多个领域相结合，尤其是与人们日常生活息息相关的农业、畜牧业、渔业等产业，而将太阳能光伏发电有效引入到农业温室补光系统中，不仅为现代农业的种植提供了充足的供给能源，而且也大大提升了农民的经济收入，为有效实现农业现代化打下了坚实的基础。
1.太阳能光伏发电系统概述
太阳能光伏发电是一种新型环保的发电系统，其主体结构一般是以光伏电池板为主，通过光生伏特效应，将太阳能转化成人们可直接使用的电能。该光伏发电系统的工作原理是利用光生伏特效应的原理实现光电转换，即当光伏组件受到一定光照时，被掺杂的半导体中的自由电子或空穴吸收光子的能量发生跃迁，脱离原有能级轨道，进入一个不稳定的状态，电子或空穴分别向两端移动，形成电势差和内建电场，当外部导通时即可形成直流电流，然后再利用功率控制器来实现光伏系统的管理，以免对蓄电池造成过充电或过等现象，同时还要使用逆变器将光伏组件输出的直流电转换为交流电，以供交流设备使用或直接并入市电网络。由此可见，太阳能光伏发电系统的整个工作过程，就是光伏组件受到光照后产生直流电，并将直流电转换为交流电的过程。
通常，太阳能光伏发电系统可分为三种不同的发电系统，即独立系统、并网系统和混合系统。其中，独立系统可以直接向交流或直流负载提供一定的电能，并将剩余的电能储存在蓄电池中；并网系统则是利用并网逆变器将直流转换成符合国家电网规定的交流电，直接共负载使用或者直接并入市电网络中；混合系统具有多种发电方式，常见的有太阳能光伏电池发电、风力发电等发电方式。在实际运用时，一些小型光伏发电系统或片源地区都会采用独立发电系统，而大型的光伏发电站，则普遍采用并网系统，且现阶段，在各领域及行业中，都可以利用太阳能光伏发电，尤其是在现代设施农业种植方面，通过运用太阳能光伏发电系统，已取得了十分显著的应用成效。
2.太阳能光伏发电在农业温室补光系统中的具体应用
根据植物生长习性来看，其可分为弱光植物、短日照植物以及长日照植物三大品类，不同品类在种植过程中，所需的光照强度和辐射时间也是不尽相同，因此，在进行植物种植时，相关技术人员要在农业温室补光系中有效引入太阳能光伏发电系统，就要根据植物的品类和实际需求，选择正确的连接方式。
2.1 弱光植物系统连接
一般情况下，处于弱光系统中的植物都是以芽菜类为主，其一般适宜于在弱光的环境中生长，每天对于光照的强度和辐射时间要远远低于短日照植物和长日照植物，因此这在一定程度上也降低了补光系统的能耗量。据相关实践证明，一个峰值功率为85W的电池组件，就可满足1平方米的弱光植物生长的光照需求。在连接光伏系统时，工作人员一定要做好线路及配置设计，可根据太阳能电池组件的最大功率、最大工作电压、最大电流等因素，来连接LED植物灯，尽量采取串并联的连接方式。同时，还要通过保险电路将单片太阳能电池组件与底层温室的LED植物生长灯合理的连接在一起，这样才能为整体弱光植物的光合作用提供充足的能量。
2.2 短日照植物系统连接
通常，短日照植物是指只有当日照长度短于其临界日长（少于12小时，但不少于8小时）时才能开花的植物。在一定范围内，暗期越长，开花越早，如苍耳、牵牛、菊花、水稻、大豆、玉米、烟草、麻和棉等。因此，要想充分满足短日照植物的光照需求，相关工作人员就要将多片太阳能电池模组与LED植物灯进行串并联，合理控制暗期及光照时间，才能达到最佳光照效果。
2.3 长日照植物系统连接
长日照植物是指植物在生长发育过程中需要有一段时期，如果每天光照时数超过一定限度14小时以上，花芽会形成更快，光照时间越长，开花越早，例如冬小麦、大麦、油菜、萝卜等。因此，为了满足植物的光照需求，就要对现有的农业温室补光系统进行适当的优化，不仅要设置多片太阳能电池组件、蓄电池、控制器，而且还要加设定时器、LED植物生长灯以及一极管和保险丝，在与太阳能光伏系统进行连接时，要将多片太阳能电池组件与控制器相连；控制器与蓄电池相连，以免出现过充现象；定时器与LED植物灯相连，以便可以自动控制光照时间，确保植物健康生长；一极管与保险丝相连，以便防止线路电流倒流和负载过量等不良现象的發生。
3.应用成果分析
3.1 降低能源消耗
通常，太阳能光伏发电在实际工作时，会消耗一定的能量，主要体现在直流电向交流电转换的过程中、蓄电池充放电过程中以及交流电输送过程中。而通过将太阳能光伏发电系统与植物LED补光系统的合理连接，则能有效避免这些能源消耗的现象发生。因为两者结合而成的农业温室补光系统，在使用过程中无需采用直流逆变器、蓄电池，无需进行远距离电力输送，所以，其产生的能源消耗量也是处于可控范围内。由此可见，利用太阳能光伏直流电补光系统，可以降低大量的能源消耗。
3.2 节省系统运行成本
由于太阳能光伏发电与农业温室补光系统进行有效连接，可以减少逆变器、控制器、蓄电池等相关设备的使用，所以从经济方面来考虑，这种应用系统可以节省较大的系统成本。据相关统计显示，逆变器和控制器在光伏系统中占总成本的30%左右，与农业温室补光系统结合后，一旦省略后，光伏系统的制作成本就会大大降低。
3.3 促进植物生长
太阳能电池中的直流电，会随着光照强度的变化变化，一般情况下，清晨和傍晚的阳光照强度较低，这一阶段中的太阳能电池所产生的直流电也较小，相应，LED植物灯的光照强度也会偏弱。相反，中午的光照强度较高，太阳能电池中的直流电流较大，进而使对应的农业温室补光系统的光照强度就会大大提升。这种光照运行的规律与植物生长的光合作用完全同步，所以，通过在农业温室补光系统中应用太阳能光伏发电系统，不仅能够完全满足植物的正常生长，为其提供合理的光照条件。而且还能将弱光植物或短日照植物多余的光照通过太阳能光伏组件转换为电能转移给长日照植物使用或将其储存在蓄电池中，以便在停电时利用，进而既有利于植物生长，又实现了对能源的循环利用。
结束语
综上所述，随着我国科技技术水平的日益提升以及新能源的不断开发和利用，与人们日常生活息息相关的农业领域也开始广泛采用太阳能光伏发电系统，并将其与农业温室补光系统进行充分的融合，根据植物所需日照量，合理分配日照时间，满足多种植物的光照需求，以期收货最大化的经济效益。本文也针对该问题进行了详细的阐述，通过相关实践证明，通过将LED植物补光系统与太阳能光伏直流电进行连接，不仅可以降低能源消耗，节省系统运行成本，而且还能大大促进植物生长，所以，必须重视太阳能光伏发电系统的合理运用。
参考文献
[1] 胡万学，鲍顺淑.LED与太阳能光伏结合在人工光植物工厂中的应用[J]农业工程技术，2016，10：15-16.
[2] 王敏，高艺.基于太阳能的温室无线传感器网络监测系统设计[J].无线通信技术，2016，09：57-62.
[3] 李毅琳.太阳能电池捕捉更多阳光[J].科技创业，2017，04：104-105.
[关键词]太阳能光伏发电；农业温室补光系统；应用分析
中图分类号：S401 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）14-0231-01
太阳能光伏发电是一种环保性、实用性极高的新型发电系统，其主要通过光伏电池板，将所接收的太阳辐射能转化成人们可利用的电能。目前，这种发电方式已与多个领域相结合，尤其是与人们日常生活息息相关的农业、畜牧业、渔业等产业，而将太阳能光伏发电有效引入到农业温室补光系统中，不仅为现代农业的种植提供了充足的供给能源，而且也大大提升了农民的经济收入，为有效实现农业现代化打下了坚实的基础。
1.太阳能光伏发电系统概述
太阳能光伏发电是一种新型环保的发电系统，其主体结构一般是以光伏电池板为主，通过光生伏特效应，将太阳能转化成人们可直接使用的电能。该光伏发电系统的工作原理是利用光生伏特效应的原理实现光电转换，即当光伏组件受到一定光照时，被掺杂的半导体中的自由电子或空穴吸收光子的能量发生跃迁，脱离原有能级轨道，进入一个不稳定的状态，电子或空穴分别向两端移动，形成电势差和内建电场，当外部导通时即可形成直流电流，然后再利用功率控制器来实现光伏系统的管理，以免对蓄电池造成过充电或过等现象，同时还要使用逆变器将光伏组件输出的直流电转换为交流电，以供交流设备使用或直接并入市电网络。由此可见，太阳能光伏发电系统的整个工作过程，就是光伏组件受到光照后产生直流电，并将直流电转换为交流电的过程。
通常，太阳能光伏发电系统可分为三种不同的发电系统，即独立系统、并网系统和混合系统。其中，独立系统可以直接向交流或直流负载提供一定的电能，并将剩余的电能储存在蓄电池中；并网系统则是利用并网逆变器将直流转换成符合国家电网规定的交流电，直接共负载使用或者直接并入市电网络中；混合系统具有多种发电方式，常见的有太阳能光伏电池发电、风力发电等发电方式。在实际运用时，一些小型光伏发电系统或片源地区都会采用独立发电系统，而大型的光伏发电站，则普遍采用并网系统，且现阶段，在各领域及行业中，都可以利用太阳能光伏发电，尤其是在现代设施农业种植方面，通过运用太阳能光伏发电系统，已取得了十分显著的应用成效。
2.太阳能光伏发电在农业温室补光系统中的具体应用
根据植物生长习性来看，其可分为弱光植物、短日照植物以及长日照植物三大品类，不同品类在种植过程中，所需的光照强度和辐射时间也是不尽相同，因此，在进行植物种植时，相关技术人员要在农业温室补光系中有效引入太阳能光伏发电系统，就要根据植物的品类和实际需求，选择正确的连接方式。
2.1 弱光植物系统连接
一般情况下，处于弱光系统中的植物都是以芽菜类为主，其一般适宜于在弱光的环境中生长，每天对于光照的强度和辐射时间要远远低于短日照植物和长日照植物，因此这在一定程度上也降低了补光系统的能耗量。据相关实践证明，一个峰值功率为85W的电池组件，就可满足1平方米的弱光植物生长的光照需求。在连接光伏系统时，工作人员一定要做好线路及配置设计，可根据太阳能电池组件的最大功率、最大工作电压、最大电流等因素，来连接LED植物灯，尽量采取串并联的连接方式。同时，还要通过保险电路将单片太阳能电池组件与底层温室的LED植物生长灯合理的连接在一起，这样才能为整体弱光植物的光合作用提供充足的能量。
2.2 短日照植物系统连接
通常，短日照植物是指只有当日照长度短于其临界日长（少于12小时，但不少于8小时）时才能开花的植物。在一定范围内，暗期越长，开花越早，如苍耳、牵牛、菊花、水稻、大豆、玉米、烟草、麻和棉等。因此，要想充分满足短日照植物的光照需求，相关工作人员就要将多片太阳能电池模组与LED植物灯进行串并联，合理控制暗期及光照时间，才能达到最佳光照效果。
2.3 长日照植物系统连接
长日照植物是指植物在生长发育过程中需要有一段时期，如果每天光照时数超过一定限度14小时以上，花芽会形成更快，光照时间越长，开花越早，例如冬小麦、大麦、油菜、萝卜等。因此，为了满足植物的光照需求，就要对现有的农业温室补光系统进行适当的优化，不仅要设置多片太阳能电池组件、蓄电池、控制器，而且还要加设定时器、LED植物生长灯以及一极管和保险丝，在与太阳能光伏系统进行连接时，要将多片太阳能电池组件与控制器相连；控制器与蓄电池相连，以免出现过充现象；定时器与LED植物灯相连，以便可以自动控制光照时间，确保植物健康生长；一极管与保险丝相连，以便防止线路电流倒流和负载过量等不良现象的發生。
3.应用成果分析
3.1 降低能源消耗
通常，太阳能光伏发电在实际工作时，会消耗一定的能量，主要体现在直流电向交流电转换的过程中、蓄电池充放电过程中以及交流电输送过程中。而通过将太阳能光伏发电系统与植物LED补光系统的合理连接，则能有效避免这些能源消耗的现象发生。因为两者结合而成的农业温室补光系统，在使用过程中无需采用直流逆变器、蓄电池，无需进行远距离电力输送，所以，其产生的能源消耗量也是处于可控范围内。由此可见，利用太阳能光伏直流电补光系统，可以降低大量的能源消耗。
3.2 节省系统运行成本
由于太阳能光伏发电与农业温室补光系统进行有效连接，可以减少逆变器、控制器、蓄电池等相关设备的使用，所以从经济方面来考虑，这种应用系统可以节省较大的系统成本。据相关统计显示，逆变器和控制器在光伏系统中占总成本的30%左右，与农业温室补光系统结合后，一旦省略后，光伏系统的制作成本就会大大降低。
3.3 促进植物生长
太阳能电池中的直流电，会随着光照强度的变化变化，一般情况下，清晨和傍晚的阳光照强度较低，这一阶段中的太阳能电池所产生的直流电也较小，相应，LED植物灯的光照强度也会偏弱。相反，中午的光照强度较高，太阳能电池中的直流电流较大，进而使对应的农业温室补光系统的光照强度就会大大提升。这种光照运行的规律与植物生长的光合作用完全同步，所以，通过在农业温室补光系统中应用太阳能光伏发电系统，不仅能够完全满足植物的正常生长，为其提供合理的光照条件。而且还能将弱光植物或短日照植物多余的光照通过太阳能光伏组件转换为电能转移给长日照植物使用或将其储存在蓄电池中，以便在停电时利用，进而既有利于植物生长，又实现了对能源的循环利用。
结束语
综上所述，随着我国科技技术水平的日益提升以及新能源的不断开发和利用，与人们日常生活息息相关的农业领域也开始广泛采用太阳能光伏发电系统，并将其与农业温室补光系统进行充分的融合，根据植物所需日照量，合理分配日照时间，满足多种植物的光照需求，以期收货最大化的经济效益。本文也针对该问题进行了详细的阐述，通过相关实践证明，通过将LED植物补光系统与太阳能光伏直流电进行连接，不仅可以降低能源消耗，节省系统运行成本，而且还能大大促进植物生长，所以，必须重视太阳能光伏发电系统的合理运用。
参考文献
[1] 胡万学，鲍顺淑.LED与太阳能光伏结合在人工光植物工厂中的应用[J]农业工程技术，2016，10：15-16.
[2] 王敏，高艺.基于太阳能的温室无线传感器网络监测系统设计[J].无线通信技术，2016，09：57-62.
[3] 李毅琳.太阳能电池捕捉更多阳光[J].科技创业，2017，04：104-105.