我國的溫室大棚面積世界***，除非中小拱棚等簡易設備外，日光溫室、塑料大棚的修建面積高達200多萬公頃以上。溫室即使充沛應用太陽能的節(jié)能修建。溫室設計時的屋面傾角充沛思忖了太陽入射角，能夠***大極限的應用太陽光對溫室舉行加溫，何況還要保障室內(nèi)作物舉行正常的光配合用。太陽光的光熱資源在溫室的科學應用保障了蔬菜等園藝作物的正常出產(chǎn)，也為北方冬季吃到新奇的蔬菜作出了宏大奉獻。對于光伏產(chǎn)業(yè)來說，假使能將這些透光屋面充沛應用，不但能夠節(jié)儉大度的田地資源，還能夠應用溫室本身作為光伏發(fā)電修建根基。建立的電力資源能夠直接供給應溫室內(nèi)的照明燈、燈、卷簾機、灌溉設施、植保設施等應用。還能夠供應方圓居民和農(nóng)戶出產(chǎn)和生存應用。
目前石油價錢不時升漲、能源危機頻現(xiàn)，全球天氣變暖、節(jié)能減排也已成為時代的主旋律。在此背景下，加快太陽能光伏等新能源產(chǎn)業(yè)的進展與使用非常急切。隨著農(nóng)業(yè)科技的不時進展，溫室大棚的使用也越來越普遍，但大棚的“升溫、保一向是攪擾農(nóng)戶的重點問題。丁強引薦說，現(xiàn)在惠成農(nóng)業(yè)集團采納非晶硅薄膜組件與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大棚相聯(lián)合的形式發(fā)明的“光伏農(nóng)業(yè)大棚”，不但處理了這一問題，何況為國度提倡的綠能農(nóng)業(yè)、節(jié)能減排供給了一種優(yōu)良的處理計劃。
由于夏季的高溫，在6―9月份致使眾多品類的蔬菜無法正常成長，而使用薄膜太陽能電池組件的“光伏農(nóng)業(yè)大棚”，如同在農(nóng)業(yè)大棚外表添補了一個分光計，可頂事地隔絕紅外線，禁止過多的熱量進去大棚，能抑止夏季和晌午大棚內(nèi)的溫度過分上漲；在冬季和黑夜的時候，則能禁止大棚內(nèi)的紅外波段的光向外輻射，防止溫室內(nèi)熱能的散失，并減低晚上溫度下跌的速度，可頂事起到冬季和黑夜保溫的作用。因而，能夠很好處理傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大棚保溫、升溫問題。
“光伏農(nóng)業(yè)大棚”能供給農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)照明等所需電力，剩余的電還能并網(wǎng)以供其它必要；在“光伏農(nóng)業(yè)大棚”離網(wǎng)體系中，可與ＬＥＤ體系相調(diào)配，白日發(fā)電的一起，保障植物的成長；黑夜ＬＥＤ體系可應用白日發(fā)的電，給植物供給光照，延伸日照光陰，縮小植物出產(chǎn)周期。
太陽能光伏農(nóng)業(yè)大棚將光伏產(chǎn)業(yè)與農(nóng)業(yè)聯(lián)系起來,帶動綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展,有望實現(xiàn)真正的低碳、綠色和循環(huán)農(nóng)業(yè)?，F(xiàn)在我國溫室大棚農(nóng)業(yè)正處于快速發(fā)展階段， 光蔬菜大棚就有將近64萬公頃，使得光伏農(nóng)業(yè)大棚有著光明的市場開拓空間。
2009年10月在江西上饒沙溪鎮(zhèn),光寶承建了國內(nèi)首個薄膜太陽能農(nóng)業(yè)大棚發(fā)電站。根據(jù)不完全統(tǒng)計,在江西、廣西和江蘇,目前全國已有近30個薄膜太陽電池農(nóng)業(yè)大棚發(fā)電站的“示范點”,部分實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。
但到目前為止，還大都處于試驗示范階段，并沒有大規(guī)模的推廣和商業(yè)運用。
具體阻礙發(fā)展因素有以下幾點：
1、 成本高：一般農(nóng)業(yè)蔬菜大棚造價不超過100元/米^2，造價***高的玻璃智能溫室大棚在700元/米^2，而光伏農(nóng)業(yè)大棚造價
2、 透光率和發(fā)電效率的矛盾：透光率高，發(fā)電效率就降低，這兩者不可以兼得。目前種植豆芽、芽黃菜等不需要陽光的蔬菜***理想，葉菜類（特別是耐高溫高濕品種）對生長無較為明顯影響。其余都待實驗驗證。且以上都沒有數(shù)據(jù)佐證。
3、 薄膜太陽能電池的壽命：晶硅電池在國際上得到證實的使用壽命超過30年，而薄膜電池的使用壽命則說法不一，商業(yè)模式是建立在薄膜電池的使用壽命為20年的基礎上的。
4、 土地利用率的問題：因為考慮光照角度及光線、結構等問題造成土地利用率不高，選擇性降低。
5、 財政補貼：國家對薄膜太陽能農(nóng)業(yè)大棚電站的補貼不高，今年兩會期間，曾有人大代表提議，在“金太陽示范工程”項目補助50%的基礎上，將資助比例提高到70%。
6、 種植作物的選擇問題：因為要同時符合光伏農(nóng)業(yè)大棚特點、市場和行情、作物生長規(guī)律，目前市場上還沒有找到一個成熟的模式。
故此，我們在公司大棚種植以探討可行性種植模式。
一、 光伏農(nóng)業(yè)大棚特點：
1、 太陽能板透光性
薄膜太陽能的透光率和光與光合作用的關系如下圖所示。因為陽光照射不僅與光合作用息息相關，且對果實中色素、糖分等的影響，因此光照時間對一些作物的成熟會有影響，光伏大棚應該把這些影響考慮在內(nèi)?，F(xiàn)在的一些光伏大棚也會加LED燈增加光照時間。
圖1、對不同波長光的透光率
圖2、不同波長光與光合作用的關系
光照對作物的影響，以西紅柿為例，根據(jù)西北農(nóng)業(yè)科技大學的研究，番茄種子***低發(fā)芽溫度為8．7℃，***適溫度是 20—25℃，高于35℃不少品種發(fā)芽率降低。據(jù)試驗，西紅柿每天日照時數(shù)14—16小時為***理想，但在光照充足的情況下，日照8小時也生長得很好。對光照度的要求以3—4萬勒克斯為宜，其光飽和點為7萬勒克斯。長期陰天，西紅柿易徒長，枝葉幼嫩、細弱，易落花落果，果實發(fā)育不充分，著色不良和平淡無味，產(chǎn)量減低。有人曾做過試驗，把西紅柿從***花穗開花時進行各種不同日照的處理，大體12—13天后，完全自然光照1—3穗花，，平均落花僅15．2％，50％的自然光照則落花 62．9％，15％的自然光照落花高達91．1％。溫室內(nèi)自然溫度增加3-5度（約27度），并且光照強度增加10000LX處理下番茄果實蔗糖、果糖和可溶性糖積累明顯增加。
2、 保溫性能
農(nóng)業(yè)大棚對保溫性能的要求高，在冬季保溫可以起到良好的促生長作用。不同作物對生長***適宜溫度不同，一般作物***佳生長溫度都在15到30度。
雖然光伏大棚薄膜太陽能板吸收部分陽關，但由于四周密封，無法散熱，所以棚內(nèi)溫度仍大于棚外溫度。8月份取早上6點、中午12點，晚上6點三個階段時間棚內(nèi)外平均溫差分別為0度、6度、4度。在太陽光可以照射進棚內(nèi)的情況下溫度快速升高。白天棚內(nèi)溫度已經(jīng)不適于植物生長。
以西紅柿為例，生育適溫為13～28℃，同化作用***適宜溫度20～25℃；溫度低于15℃生長緩慢，且不能開花或授粉不良；5℃莖葉生長停止；1℃以下開始凍死；30℃以上呼吸消耗大于同化積累；35℃以上影響開花結果；40℃停止生長；42℃，空氣濕度在50%以下就可能燒苗。種子發(fā)芽***低溫度為10℃，***高35℃，***適宜28～32℃；低于15℃或高于30℃都不利于西紅柿紅素的形成。
所以大棚夏天可考慮打開周圍四壁通風（或把壁面做成活動式或者可拆卸式），或者噴霧等降溫措施。
3、 其它通透性
一般大棚設計要考慮灌溉排水、通風、防雨雪風霜。四周壁面的自由拆卸組合（可以調(diào)節(jié)氣溫空氣，又可有效利用土地，利于風昆蟲授粉），壁板材料的選擇以適應不同氣候和種養(yǎng)殖類型，通風也可調(diào)節(jié)二氧化碳溶度。
溫室大棚因為保溫等要求所以對密閉性要求很高。但在夏天因為僅室外溫度已經(jīng)達到植物***佳生長溫度，所以以前的簡易大棚一般到夏天都會拆除或者給棚內(nèi)通風、噴水等以降低棚內(nèi)溫度。同時通風也可以降低棚內(nèi)的濕度。在不通風的情況下，棚內(nèi)白天相對濕度可達60－80%，夜間經(jīng)常在90%左右，***高達100%。 棚內(nèi)適宜的空氣相對濕度依作物種類不同而異，一般白天要求維持在50－60%，夜間在80－90%。為了減輕病害的危害，夜間的濕度宜控制在80%左右。
大棚密閉性和透光性使得一些昆蟲難以進入大棚，從而不能對植物授粉。由于蜜蜂金龜子等一些授粉昆蟲有趨光性，進入大棚后會在大棚內(nèi)會不停的撞透光板無法飛出去，在中午炎熱高濕的環(huán)境下很快就會死亡。
現(xiàn)在大棚為了保溫，在北方地區(qū)會再其中一面筑起土墻，或者四面修一層基礎墻。上面薄膜用卷簾機控制開關。
增加大棚內(nèi)的二氧化碳濃度可以明顯提高植物產(chǎn)量，因為光合作用是一個吸收二氧化碳釋放氧氣的過程。同時二氧化碳是溫室氣體，濃度越高保溫性越好。以下為集中植物常見的二氧化碳需求量：
4、 農(nóng)業(yè)用地面積
因為光伏農(nóng)業(yè)大棚單位面積成本大大高于一般用地，因此土地的利用率直接涉及單位成本的計算。
光伏農(nóng)業(yè)大棚在優(yōu)先考慮發(fā)電效率和作物經(jīng)濟價值的基礎上盡量提高土地利用效率。
在向陽面與被陰面（有太陽能板面）根據(jù)不同的光照條件配置以對光照要求不同的植物。
光伏農(nóng)業(yè)大棚四周土地的利用：光伏大棚四周墻面下一般大棚都極少利用，在南方夏季氣候合適時可以不做土或磚墻，利于利用土地。
一些較高的大棚可用于立體農(nóng)業(yè)，提高空間利用率，用LED光補充光照。特別是用在育苗的時候，可把育苗床上架。藤蔓類作物可用架子或者繩索牽引往上生長。
在防雨及灌溉設施較好的請款下可以減少排水溝和壟溝，硬化的路面便于人和器材通行即可。
三、結果分析
1、 對比結果
在棚內(nèi)外兩個環(huán)境條件下，考慮到棚內(nèi)外影響因數(shù)有光照、溫度濕度、通風、水分灌溉、土壤等得不同。以棚內(nèi)、外作物的生長作為觀測目標，在比較光伏農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的作物與大棚外的作物生長生產(chǎn)性能的差異，從而找出影響因數(shù)，進而為下一步制定解決方案提供基礎。
操作便利：
規(guī)?；a(chǎn)中模塊化、自動化程度：因為現(xiàn)階段只是小規(guī)模對比實驗，一些基礎沒有配備完整?？紤]到光伏農(nóng)業(yè)大棚是有限的空間，環(huán)境控制方面較為容易，將來在大規(guī)模生產(chǎn)運用過程中有較為便利的優(yōu)勢。
多種作物的相互影響（為下一步混種等坐參考）：現(xiàn)在還無法看出
2、 分析原因
根據(jù)以上的結果，可以考慮以下幾個原因造成。
從以下幾個角度：
3、改進措施
A、夏季注意降溫措施
B、大棚密閉性雖重要，但棚外條件適合時適當通風有利于改善棚內(nèi)小環(huán)境
C、光伏農(nóng)業(yè)大棚應注意防水及灌溉便利問題
D、種、苗選擇應選耐高溫濕品種
四、結語
通過本次初步實驗，可得出以下幾點結果：
1、 光伏農(nóng)業(yè)大棚在夏季對作物育種階段特別是苗成活率和生長狀態(tài)有很大的影響。幾乎對所有參加實驗的作物都有影響。
2、 其中依據(jù)品種不同影響也有差異。對葉菜類影響較小。
3、 夏季光伏農(nóng)業(yè)大棚對不同生長階段影響不同，對種苗發(fā)芽時間影響不顯著，發(fā)芽率影響顯著，對芽苗生長有嚴重影響。
4、 實驗原擬定光照為***大影響因數(shù)，但因光伏農(nóng)業(yè)大棚無法做到降溫和防水使得溫度和水成為***大影響因數(shù)。光照影響不明顯。
5、 夏季光伏農(nóng)業(yè)大棚育苗階段應注意溫度通風及漏水。其中溫度為***大影響因數(shù)。
