浅谈“光伏+农业”产业的发展模式

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-1022

中国农学通报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (11): 144-152.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-1022

所属专题：现代农业发展与乡村振兴；农业工程；农业生态

浅谈“光伏+农业”产业的发展模式

汤俊超¹^,²(), 吴宜文¹, 张姚¹^,², 曹庆穗¹, 吴照学², 夏礼如¹, 鲍恩财¹()

¹江苏省农业科学院农业设施与装备研究所,农业农村部长江中下游设施农业工程重点实验室,南京 210014
²安徽农业大学工学院,合肥 230036

收稿日期:2021-11-04 修回日期:2021-12-30 出版日期:2022-04-15 发布日期:2022-05-18
通讯作者: 鲍恩财
作者简介:汤俊超,男,安徽巢湖人,硕士研究生,主要从事设施环境工程与装备方面的研究。通信地址：230036 安徽省合肥市长江西路130号安徽农业大学工学院,Tel：025-84390493,E-mail： 975071909@qq.com。
基金资助:
农业农村部重点实验室开放课题“基于SketchUP 的光伏温室设计与研究”(202103);江苏省委农办、省农业农村厅乡村振兴软科学课题“江苏省设施农业未来发展方向研究”(21ASS034);江苏省政策引导类计划（苏北科技专项）项目(SZ-SQ2021009)

A Brief Introduction on the Industrial Development Mode of Photovoltaic Agriculture

TANG Junchao¹^,²(), WU Yiwen¹, ZHANG Yao¹^,², CAO Qingsui¹, WU Zhaoxue², XIA Liru¹, BAO Encai¹()

¹Institute of Agricultural Facilities and Equipment, Jiangsu Academy of Agricultural Science/Key Laboratory of Protected Agriculture Engineering in the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Nanjing 210014
²Technology School of Anhui Agricultural University, Hefei 230036

Received:2021-11-04 Revised:2021-12-30 Online:2022-04-15 Published:2022-05-18
Contact: BAO Encai

摘要/Abstract

摘要：

农业在中国经济发展中起着重要作用,是中国社会经济发展的基础。近年来,随着农业机械化以及科技现代化不断推进,多种现代科学技术逐渐在农业产业中得到应用,其中光伏发电技术在农业上的应用对于农业产业转型有着重要意义,是中国农业产业发展的强有力推手。光伏农业是将光伏发电与农业生产相结合的一种绿色、环保的全新产业模式,是集太阳能光伏发电、智能温控系统、现代高科技种植、养殖为一体的农业产业,有着非常广阔的应用前景。本研究综述了光伏农业中主要的几种结合形式：“光伏+种植业”、“光伏+畜禽业”以及“光伏+渔业”的业态,分析了各结合形式的研究现状和面临的问题,并对光伏农业发展趋势进行了合理展望,以期为未来光伏农业的发展提供参考。

关键词: 光伏农业, 光伏农业设施, 发展模式, 畜禽光互补, 渔光互补, 研究现状, 发展趋势

Abstract:

Agriculture plays an important role in China’s economic development and is the foundation of China's social and economic progress. With the advancement of agricultural mechanization and modernization, a variety of modern science and technologies have been applied in agricultural industry. Among them, the application of photovoltaic power generation technology, as a powerful driver of agricultural development, has great significance on the industrial transformation of agriculture. Photovoltaic agriculture combines photovoltaic power generation and agriculture, which is a green and environmental-friendly new industrial mode. It is an industry that integrates solar photovoltaic power generation, intelligent temperature control system, modern high-tech planting, and livestock and poultry breeding and aquaculture, and has a wide application prospect. In this study, the main forms of photovoltaic agriculture are reviewed, including photovoltaic power plus planting, photovoltaic power plus livestock and poultry breeding, and photovoltaic power plus fishery. The status quo and problems faced by each form are analyzed, and their development trends are discussed. The study will provide a basis for the future industrial development of photovoltaic agriculture.

Key words: photovoltaic agriculture, photovoltaic agricultural facilities, development mode, livestock and poultry breeding plus photovoltaic power, fishery plus photovoltaic power, status quo, future development trend

中图分类号:

S601.9
S26+1

汤俊超, 吴宜文, 张姚, 曹庆穗, 吴照学, 夏礼如, 鲍恩财. 浅谈“光伏+农业”产业的发展模式[J]. 中国农学通报, 2022, 38(11): 144-152.

TANG Junchao, WU Yiwen, ZHANG Yao, CAO Qingsui, WU Zhaoxue, XIA Liru, BAO Encai. A Brief Introduction on the Industrial Development Mode of Photovoltaic Agriculture[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(11): 144-152.

图/表 12

图1. 2013—2019中国光伏发电新增装机容量

图2. 2019年全球各国光伏发电累计装机容量分布情况

类别	普通园艺设施	光伏园艺设施
种植周期	普通农作物一年2次	普通农作物一年3~4次
温度控制	夏天温度较高	配置相关设备达到理想温度
日照条件	正常	过滤有害光线,吸收有利光线,促进植物生长
节能环保	需要额外供电	无污染、零排放,不需要外部供电
骨架使用寿命	约10年	约25年
经济效益	大棚内种植正常效益	实现种植、发电一体化

表1. 普通园艺设施与光伏园艺设施综合比较

图3. 支架式光伏日光温室

图4. 平铺式光伏日光温室

图5. 光伏塑料大棚

图6. 光伏玻璃温室

图7. 光伏发电与大田种植结合举例

图8. 光伏发电与食用菌种植结合举例

图9. 光伏发电与畜禽养殖结合举例

图10. 青岛博尚智渔农渔光数字模块化循环水养殖车间

图11. 光伏与水域养殖结合光伏系统

参考文献 62

[1]	农业农村部网站. 农业农村部部署推进粮食生产全程机械化[EB/OL]. http://www.gov.cn/xinwen/2021-03/12/content_5592628.htm.2021-03-12.
[2]	李坤. 企业主导型光伏农业发展研究[D]. 杨凌: 西北农林科技大学, 2018.
[3]	PARKER B F, LINDLEY M R, BENSON F J, et al. Assessment of solar energy potential in agriculture[J]. Paper-American Society of Agricultural Engineers (USA), 1990.
[4]	刘文科. 迅速发展的光伏农业[J]. 中国农村科技, 2014(8):54-55.
[5]	荣月. 服先农业大棚30MW光伏电站电气设计[D]. 长春: 吉林大学, 2016.
[6]	SHAH A, MEIER J, TSCHARNER R, et al. Photovoltaic power generation[J]. Plasma Physics and Controlled Fusion, 2000, 34(13):1837. doi: 10.1088/0741-3335/34/13/012 URL
[7]	华永新, 覃舟, 唐洪兴. 杭州地区光伏农业典型模式与发展对策[J]. 浙江农业科学, 2021, 62(1):233-236.
[8]	GHOSAL M K, SAHOO N. Sustainable seedlings raising and vegetable cultivation in a greenhouse integrated with solar photovoltaic and earth air heat exchanger system[J]. Advanced Science Letters, 2016.
[9]	尚超, 马长莲, 孙维拓, 等. 我国光伏设施园艺发展现状及趋势[J]. 农业工程, 2017, 7(6):52-56.
[10]	昝锦羽. 光伏温室大棚若干问题的研究[D]. 昆明: 云南师范大学, 2013.
[11]	高明, 田子玉, 高峰, 等. 吉林省西部盐碱地“光伏+农业”发展模式探讨[J]. 安徽农学通报, 2019, 25(17):156-158.DOI: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2019.17.059. doi: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2019.17.059
[12]	苟鸿娅. 太阳能光伏发电与农业大棚种植的结合[J]. 河南科技, 2014(19):174-175.
[13]	陈晓栋, 褚庆全. 基于健康农业理念的光伏生态农业园区规划研究[J]. 中国农业科技导报, 2017, 19(10):45-51.
[14]	吴帝. 蔬菜大棚会发电:国内首批光伏大棚落户寿光[J]. 农村百事通, 2013(10):13.
[15]	苏云峰, 邢燕. 寿光市:从“中国蔬菜之乡”到全国首批绿色能源示范县[J]. 财经界, 2012(17):42-43.
[16]	张颖. “农光互补”项目应如何办理用地手续[J]. 中国土地, 2017(11):60.
[17]	高文. 国家规范光伏发电用地管理禁止以任何方式占用永久基本农田[J]. 中国食品, 2017(20):174.
[18]	蒋高中, 徐跑, 刘辉芬, 等. 光伏产业的发展现状及其在农业中的应用[J]. 安徽农业科学, 2016, 44(20):60-62.
[19]	新华. 太阳能助力农田灌溉[J]. 北京农业, 2011(13):43.
[20]	佚名. 国内首套太阳能提水抗旱浇麦系统成功运行[J]. 军民两用技术与产品, 2011(4):1.
[21]	乔地. 太阳能提水灌溉:抗旱浇麦不用油不用电[J]. 当代农机, 2011(4):51-51.
[22]	史伟. 结合光伏能源的食用菌栽培室环境因子调控系统开发[D]. 宁夏大学, 2019.DOI: 10.27257/d. cnki.gnxhc.2019.000617. doi: 10
[23]	张引芳. 中国食用菌工厂化生产发展趋势及对策建议[J]. 食药用菌, 2010(4):4.
[24]	苏烨琴, 张江浩, 刘银萍, 等. “秀珍菇+光伏”农光互补生产模式[J]. 上海蔬菜, 2020(5).
[25]	门国锋. 光伏食用菌前景看好[J]. 农业知识, 2015(3):26-27.
[26]	刘新华, 曹修才, 张牧海, 等. 关于光伏食用菌的思考[J]. 中国食用菌, 2017, 36(5):87-89.
[27]	王绍军, 张明, 宋烨, 等. 聊城食用菌产业发展现状与建议[J]. 中国果菜, 2020, 40(10):69-74.DOI: 10.19590/j.cnki.1008-1038.2020.10.014. doi: 10.19590/j.cnki.1008-1038.2020.10.014
[28]	张亮. 利国乡“光畜互补”扶贫的推进成效及建议[J]. 中国畜牧业, 2020(13):70-71.
[29]	高红敏. 浅析太阳能光伏发电与农业大棚种植的结合[J]. 中国农业信息, 2016(23):2.
[30]	韩群勇. 边远山区畜禽养殖场光伏发电系统的设计[J]. 漳州职业技术学院学报, 2012, 14(2):17-19.
[31]	韩燕丽. 光伏发电在畜禽养殖中的应用[J]. 现代农村科技, 2016, 525(5):33-33.
[32]	程纯明. 养殖也能高大上,光伏渔业前景无限[J]. 当代水产, 2016(5):55-55.
[33]	刘马军. 江苏常州100MWp“渔光一体”直溪光伏发电项目可行性研究[D]. 北京: 北京化工大学, 2015.
[34]	吴思俊. 基于“渔光互补”在绍兴水产养殖应用中的研究[J]. 电源技术应用, 2014(3):394-394.
[35]	SONG Y H. Analysis on Economic and Environmental Benefits of Guangdong Fishery Photovoltaic Project[J]. Value Engineering, 2017.
[36]	张东明, 熊琪. 某水面光伏电站支架与基础连接型式设计探讨[J]. 应用能源技术, 2017(7):3.
[37]	吴志明. 浅谈螺旋桩基础施工在光伏电站基础工程中的应用[J]. 矿业装备, 2012(10):110-112.
[38]	黄立耀, 廖东进, 方晓敏. “农业+光伏”电站的优化设计[J]. 科技创新与应用, 2018, 254(34):47-48.
[39]	王艺, 韦小丽. 同光照对植物生长、生理生化和形态结构影响的研究进展[J]. 山地农业生物学报, 2010, 29(4):8.
[40]	高敏. 半透明光伏外窗采光性能与综合节能潜力的研究及优化[D]. 太原: 太原理工大学.
[41]	杨月梅, 曹艳芳, 王淼. 光伏农业大棚发电项目对生态农业的影响浅析[J]. 能源与节能, 2015(2):73-75.
[42]	BOLTON J R. Efficient photovoltaic action in photosynthesis[J]. Conf. Rec. IEEE Photovoltaic Spec. Conf.; (United States), 1984.
[43]	刘正义. 光伏温室光照环境的分析和优化[D]. 福州: 福建农林大学, 2018.
[44]	陈钢. 不同光质配比对杉木幼苗优良无性系光合特性的影响[D]. 福州: 福建农林大学, 2020.DOI: 10.27018/d. cnki.gfjnu.2020.000381. doi: 10
[45]	林魁, 黄枝, 金心怡, 等. 植物生长光调控应用研究进展[J]. 热带作物学报, 2017, 38(6):1163-1170.
[46]	魏兆堂, 孙建亮. 畜禽规模养殖场场址的选择与总体布局[J]. 中国畜禽种业, 2019, 15(4):34-35.
[47]	汤善发. 未来西部电网发展的驱动因素及关键技术影响评价[D]. 保定: 华北电力大学, 2019.
[48]	张恩珠. 太阳能电围栏对奶牛电击后生理系数和生产性能的观察[J]. 辽宁畜牧兽医, 1984(2):18-19.
[49]	罗平方. 闲置屋顶建成光伏电站并网发电[J]. 供电行业信息, 2012(2):15-16.
[50]	何佩娅. 浅析中国“光伏领跑者”计划[J]. 大科技, 2016(24):290-290,291.
[51]	辛硕, 李志攀, 张统, 等. 光伏发电与高效渔业养殖综合项目概述[J]. 科技经济导刊, 2018(19):117.
[52]	诸荣耀. 浅析光伏电站中“渔光互补”技术[J]. 科技创新与应用, 2016(16):49.
[53]	周鑫军. 水产养殖水质改良常用微生物制剂之光合细菌[J]. 当代水产, 2015, 40(11):94.
[54]	宗时风. 宁夏首个渔光互补光伏发电项目落户中宁县[J]. 共产党人, 2016,(1):P.11-11.
[55]	魏明飞. 浅谈渔光互补光伏发电项目总承包现场管理[J]. 低碳世界, 2017, 27(39):131-132.
[56]	OSMAN Y I A, 李金平, 甄箫斐, 等. 环境因素对户用光伏板发电效率的影响[J]. 中国农机化学报, 2019, 40(3):149-153.
[57]	XUE J L. Photovoltaic agriculture - New opportunity for photovoltaic applications in China[J]. Renewable & Sustainable Energy Reviews, 2017, 73:1-9.
[58]	阮晓东. 光伏农业:绿色新路[J]. 新经济导刊, 2014(3):30-33.
[59]	王彩. 交城建宏现代农业园区规划设计[D]. 太原: 山西农业大学, 2017.
[60]	赵玲霞, 盛海龙. 浅析甘肃河西走廊地区发展光伏农业的前景及思路[J]. 甘肃农业, 2019(1):70-74.
[61]	梁勤朗. “渔光一体”模式助推现代渔业转型升级[J]. 科学养鱼, 2016(10):13-15.
[62]	陈晓栋, 程厚德. 基于健康农业理念的射洪光伏生态农业园区规划研究[C]// 中国大健康产业创新绿色发展研究报告(2016)., 2016:89-101.DOI: 10.26914/c.cnkihy.2016.002424. doi: 10.26914/c.cnkihy.2016.002424

浅谈“光伏+农业”产业的发展模式

A Brief Introduction on the Industrial Development Mode of Photovoltaic Agriculture

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 12

参考文献 62

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

关于本刊

作者中心

审者中心

在线期刊

联系我们

[1]	吴松, 周甜, 杨立宾, 江云兵, 潘虹, 刘永志, 杜君. 基于VOSviewer的叶际微生物研究现状可视化分析[J]. 中国农学通报, 2023, 39(1): 142-150.
[2]	许宁, 赵霞, 王蕊, 张慧, 李春喜, 张昭. 国内外粮食生产科技现状及发展趋势分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(33): 158-164.
[3]	王敏, 段海燕, 姜恭好, 李忠梅. 水稻花药培养技术的研究进展[J]. 中国农学通报, 2022, 38(14): 18-22.
[4]	王利民, 刘佳, 季富华. 中国农业遥感技术应用现状及发展趋势[J]. 中国农学通报, 2021, 37(25): 138-143.
[5]	王堽, 路正禹, 郝王森, 耿贵. 甜菜研究现状的CiteSpace计量分析[J]. 中国农学通报, 2021, 37(13): 147-152.
[6]	谢子扬, 江蓝, 朱静, 李长顺, 邓慧颖, 刘金福, 何中声. 空气负（氧）离子研究的知识图谱[J]. 中国农学通报, 2021, 37(13): 153-160.
[7]	王晓慧, 隋心, 范晓旭, 宋福强. 印度梨形孢文献计量学研究态势分析[J]. 中国农学通报, 2020, 36(8): 127-133.
[8]	公勤, 王玲, 宋雅琦, 牛端丹, 李家轩, 李兆华. 海州香薷耐Cu机理的研究现状及展望[J]. 中国农学通报, 2020, 36(32): 95-99.
[9]	张银萍, 汪强, 赵莉, 林勇翔, 张祎, 徐桂珍. 芝麻生产机械化研究现状与发展趋势[J]. 中国农学通报, 2020, 36(15): 152-159.
[10]	车红莉. 北京家庭农场发展模式探析[J]. 中国农学通报, 2018, 34(34): 159-164.
[11]	项洪涛,冯延江,郑殿峰,王立志,洛育,王彤彤,赵宏亮,李琬,杨纯杰,王月溪. 中国红小豆栽培和生理研究现状及展望[J]. 中国农学通报, 2018, 34(21): 23-28.
[12]	白玉超. 化学脱叶剂及催熟剂在农作物上的主要应用研究现状[J]. 中国农学通报, 2018, 34(12): 132-135.
[13]	丁川,宋柏权. 植物生长调节剂在糖料作物上的应用及展望[J]. 中国农学通报, 2017, 33(9): 27-30.
[14]	隋心,李梦莎,宋福强. 基于Web of Science土壤酸杆菌研究态势分析[J]. 中国农学通报, 2017, 33(35): 63-69.
[15]	赵欣. 浅析我国农业面源污染防治研究现状与对策[J]. 中国农学通报, 2017, 33(33): 80-84.