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在全球能源转型与农业现代化的浪潮中,光伏农业作为两者融合的创新模式,正成为我国农业与能源领域的新亮点。
数据显示,截至 2025 年,我国光伏农业项目已在全国 20 多个省份落地生根,总装机容量成功突破 100 万千瓦大关。河北、山东等农业大省积极投身其中,众多光伏农业项目的建设,为当地农业现代化转型与清洁能源发展注入强大动力。这些项目规模不断扩大,从最初的小规模试点,逐渐发展为大规模的集中式项目,带动了周边地区的经济发展。
我国光伏农业产品种类日益丰富。光伏温室、光伏大棚在设施农业发达地区广泛应用,蔬菜、花卉、瓜果等农作物在光伏组件下茁壮成长,实现了发电与种植的双重收益。而在水资源丰富的区域,光伏渔塘模式大放异彩。渔民在鱼塘上架设光伏组件,不仅为渔业养殖遮阳,还通过发电增加收入,实现了 “渔光互补” 的双赢局面。
从光伏组件生产到农业种植、养殖,光伏农业产业链各环节逐渐紧密相连。产业链上游,企业加大研发投入,提升光伏组件性能与质量;中游的系统集成商致力于优化光伏系统设计与安装;下游的农业从业者充分利用光伏农业设施开展高效生产。设备维护、技术咨询等配套服务也不断完善,为产业可持续发展提供有力支撑。
科研人员在光伏组件技术上不断发力。新型太阳能电池研发进展显著,多晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池在光伏农业中的应用愈发广泛。某企业研发的新型多晶硅光伏组件,转换效率较以往产品提升数个百分点,大幅增加单位面积发电量,有效降低了发电成本。通过优化生产流程、提高材料利用率,光伏组件生产成本得到有效控制。组件标准化进程加快,互换性提高,降低了系统安装和维护成本。一些规模化生产企业借助先进工艺与管理,实现了成本的大幅下降。
针对农业生产环境的复杂性,长寿命、抗衰减的光伏组件研发成为关键。通过优化材料选择与封装工艺,光伏组件在恶劣环境下的抗风、抗雪、抗冰能力显著增强。在北方地区,部分光伏农业项目采用特殊封装组件,成功抵御冬季严寒与暴雪,保障了发电系统的稳定运行。
将光伏组件与大棚结构有机融合,是实现光伏发电与农业生产协同发展的核心技术。实际应用中,通过优化大棚设计,合理调整光伏组件安装角度与布局,既能提高发电效率,又能为农作物营造适宜生长环境。例如,部分蔬菜种植大棚采用可调节角度的光伏组件支架,根据不同季节、时段的光照条件灵活调整角度,满足蔬菜对光照的需求。在水面养殖区域,光伏组件覆盖水面,实现了光伏发电与水面养殖的巧妙结合。这种模式不仅为养殖区域提供清洁能源,减少对传统能源的依赖,还能通过光伏组件的遮阳作用调节水面温度,改善养殖环境,提高养殖效益。江苏、浙江等地的一些鱼塘通过建设光伏渔光互补项目,渔民在收获水产品的同时,还获得了可观的发电收益。
借助物联网、大数据、人工智能等前沿技术,光伏农业系统正朝着智能化方向大步迈进。在光伏农业设施中部署各类传感器,能够实时监测光照强度、温度、湿度、土壤酸碱度等环境参数,并根据这些数据自动调整光伏系统的运行状态以及农业生产设备的工作参数。当监测到土壤湿度低于设定阈值时,智能灌溉系统会自动启动,进行精准灌溉,既节约了水资源,又提高了灌溉效率。
在种植业方面,河北、山东等地建成了全国规模领先的光伏蔬菜基地。2023 年,这些地区的光伏蔬菜种植面积新增超过 50 万亩。以航天育种番茄为例,在光伏大棚的特殊环境下,其产量较传统种植方式提升了 10%,维生素 C 含量更是增加了 15%。这得益于光伏大棚对光照、温度、湿度等环境因素的精准调控,为番茄生长提供了理想条件。在菌菇和药材种植领域,光伏大棚同样优势显著。全国食用菌年产量高达 4200 万吨,光伏大棚环境可控的特点,使得菌棒污染率下降了 25%,生产周期缩短了 10%。工信部对光伏农业大棚用电执行农业生产电价,较工商业电价低 30%,大大降低了生产成本,进一步提高了种植效益。
在养殖业中,内蒙古、新疆等地广泛推广 “光伏 + 肉羊” 的牧光互补模式。光伏板为养殖场提供清洁能源,降低了养殖过程中的用电成本。同时,板下的天然草场在光伏板的保护下,载畜量提升了 20%,养殖成本下降 15%。相关国家标准明确规定,养殖区通风率不低于 50%,确保了动物福利,为畜牧业的可持续发展提供了保障。在江苏、浙江等地的鱼塘,封闭式渔光互补模式成效显著。光伏组件距水面 2.5 米以上,既不影响鱼类生存,又能实现光伏发电。试点区亩产螃蟹增加 10%,发电收益每亩年增 2000 元。而在安徽巢湖等湖泊、水库地区,漂浮式渔光互补项目采用抗腐蚀材料的组件,年发电量达 5000 万度,水产养殖收益提升 35%,实现了发电与养殖的双赢。
在生态修复领域,宁夏盐池县在荒漠化土地上建设光伏电站,同时在板下种植甘草、苜蓿等耐阴作物。经过一段时间的努力,植被覆盖率从 15% 大幅提升至 60%,年固碳量增加 2 万吨。自然资源部将光伏农业纳入土地整治范畴,允许在未利用地建设光伏项目,并给予新增耕地指标奖励,有力推动了荒漠化、盐碱地的生态修复与综合利用。山东枣庄矿区利用塌陷区建设光伏电站,板下发展耐阴蔬菜种植。该项目年发电量满足 10 万家庭用电需求,土地复垦率达 85%,不仅解决了矿区废弃土地的闲置问题,还实现了资源的循环利用,为矿区生态修复与经济发展提供了新的思路。