淺談農(nóng)業(yè)科技大棚與光伏發(fā)電站相結(jié)合的設(shè)計(jì)施工

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1、淺談農(nóng)業(yè)科技大棚與光伏發(fā)電站相結(jié)合的設(shè)計(jì)施工隨著新能源技術(shù)的利用與發(fā)展,太陽能發(fā)電站技術(shù)也日趨成熟，越來越多的光伏電站正蓬勃發(fā)展；但是太陽能發(fā)電站由于占地面積大，對地表植被遮陽的問題及因遮陽問題對生態(tài)環(huán)境的破壞也日趨突出，為了解決這一矛盾許多光伏電站改變了傳統(tǒng)只追求發(fā)電量及發(fā)電效益的做法，采取農(nóng)業(yè)與光伏發(fā)電相結(jié)合，農(nóng)光互補(bǔ)的模式，既提高了光伏廠區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益又使土地得到了充分的利用。農(nóng)業(yè)與光伏相結(jié)合的方法較多，為了解決光伏板的遮陽問題有采取選擇對陽光要求較少的農(nóng)業(yè)作物：如蘑菇等，或采取燈光補(bǔ)充照射的

2、方法，也可釆取間隔式光伏板棚頂光伏板等方法來減少光伏板對農(nóng)作物的影響。如圖1農(nóng)業(yè)與光伏發(fā)電相結(jié)合在設(shè)計(jì)與施工過程中會產(chǎn)生農(nóng)業(yè)與發(fā)電效益相沖突的矛盾及相互交叉作業(yè)、相互影響的問題。為解決這一矛盾這里探討幾種常見的農(nóng)業(yè)大棚與光伏設(shè)施的設(shè)計(jì)與施工方法。1棚與光伏組件的設(shè)計(jì)與施工光伏電站的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)土的承載力等土物理力學(xué)性質(zhì)、當(dāng)?shù)貧庀髼l件、風(fēng)的方向與大小、地震烈度等自然環(huán)境進(jìn)行穩(wěn)定性評估和設(shè)計(jì)，確保光伏樁、支架、光伏組件等光伏電站及農(nóng)業(yè)設(shè)施的安全性。根據(jù)變態(tài)傾斜面上太陽輻射變化趨勢曲線，計(jì)算光伏組件的最佳

3、方位角和傾角以取得最佳的發(fā)電量與發(fā)電效益。農(nóng)作物對陽光的要求可分陽性、陰性.耐陰性作物。設(shè)計(jì)時根據(jù)場地面積大小、光伏電站所在地區(qū)以氣候環(huán)境及光伏電站所在地區(qū)陽光照射條件、各季節(jié)所種植農(nóng)作物等因素，合理選擇適合光伏廠區(qū)的各季節(jié)種植的各類農(nóng)作物。根據(jù)各類農(nóng)作物對大棚的要求確定各類棚型及數(shù)量是農(nóng)業(yè)與光伏發(fā)電的首要問題;然后根據(jù)風(fēng)荷載、雪荷載設(shè)計(jì)光伏電站及農(nóng)業(yè)大棚的耐久性及使用壽命。日光溫室（拱棚）：適合陽性植物的種植，不利于光伏組件的鋪設(shè)，一般可采取室后式光伏組件安裝，如圖2：此類光伏組件設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮前

4、后排光伏板的遮光度，重點(diǎn)注意保持前后排之間的距離，排水，光伏板清洗，運(yùn)輸?shù)葐栴}。日光溫室農(nóng)業(yè)大棚與光伏組件施工相互影響較小，先進(jìn)行光伏支架和組件的施工再進(jìn)行農(nóng)業(yè)日光棚的施工，施工較為方便。陽光板溫室：陽光板溫室采用光伏板做屋面，室內(nèi)主要種植陰性和耐陰性作物，如育苗室和蘑菇室。陰性植物溫室設(shè)計(jì)時屋面可采用間隔式光伏板鋪設(shè)；耐陰性植物室及家禽、畜牧類棚屋面卻采用全光伏板鋪設(shè)。由于是屋面光伏遮陽較少，室排間間距保持一定距離即可；施工時應(yīng)注意室內(nèi)防水與排水處理。土棚溫室（冬暖棚人土棚溫室在北方地區(qū)較為常見

5、，主要用于種植反季節(jié)蔬菜和冬季作物。棚內(nèi)溫度較高，易于農(nóng)作物的生長。設(shè)計(jì)一般采用棚后式光伏組件設(shè)計(jì)，棚頂也可以設(shè)置一定數(shù)量的光伏板，設(shè)計(jì)時應(yīng)注意保持前后排棚間距，考慮前排光伏組件對后排大棚的遮陽。土棚溫室的施工難度較大，光伏樁施工與土棚施工相互影響，設(shè)計(jì)時應(yīng)做當(dāng)?shù)乜衫米鐾翂Φ耐敛牧衔锢砹W(xué)特性試驗(yàn)。施工時如先進(jìn)行光伏樁的施工導(dǎo)致土棚施工無法壓實(shí)，先進(jìn)行土棚施工在打樁時又會破壞土棚的密實(shí)度，因此在施工中分段進(jìn)行施工。分段施工首先進(jìn)行場地平整，場地平整要求同一大棚兩端高差不得大于20cm,場地平整后

6、先將土墻下部進(jìn)行施工,壓實(shí)后在土墻體上打先導(dǎo)孔，再進(jìn)行光伏樁基施工,同一排光伏樁樁頂高差不大于2cm,且滿足入土埋實(shí)要求，如圖3：待樁施工完成后再進(jìn)行土墻上部的施工，土墻填筑完畢后進(jìn)行修整，棚頂高差不得大于10cm。農(nóng)業(yè)土棚墻體較高，施工質(zhì)量目前還沒有統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)施工標(biāo)準(zhǔn)，在填筑時為了保證施工人員安全、農(nóng)業(yè)種植人員及光伏電站運(yùn)行安全、大棚的長期利用，墻體壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到90%干密度。土墻棚頂設(shè)置20cm厚C25混凝土、排水溝、除雪系統(tǒng)，土墻體表面采用防水材料抹面或素噴混凝土以防雨水沖刷。補(bǔ)光措

7、：由于土棚溫室（冬暖棚）墻體較高，光伏板隨之升高，難免造成前排對后排的遮光影響，棚間距離過大又造成土地浪費(fèi)，為解決遮光影響，可在后排土墻體內(nèi)設(shè)置反光膜，將陽光反射至被遮光的農(nóng)作物，以滿足農(nóng)作物的光照要求。2經(jīng)驗(yàn)總結(jié)以某工程為例：20MWp光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)科技大棚項(xiàng)目，工程建設(shè)歷時6個月，現(xiàn)已全面建成投產(chǎn)發(fā)電，農(nóng)業(yè)部分也取得了初步成果。工程的建設(shè)的成功為光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)科技大棚相結(jié)合積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，同時也暴露出一些問題，主要體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)與光伏部分對工程建設(shè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不一致。農(nóng)業(yè)部分為了搶季節(jié)，未進(jìn)行場地

8、平整或部分平整后達(dá)不到光伏樁安裝要求便進(jìn)行冬暖棚的建設(shè)，導(dǎo)致光伏樁施工時對土墻震動損傷，大棚頂面高差不一，光伏支架無法安裝。為解決這些矛盾，在今后的工作中必須統(tǒng)一協(xié)調(diào)，統(tǒng)一部署，統(tǒng)一規(guī)范和施工要求進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工。