3.2 模式2光伏和农业大棚附加式结合模式
光伏和农业大棚的附加式结合模式,在常规光伏电站中,光伏阵列之间建设光伏大棚,两者的独立的,在空间布局上有相互结合,互不影响。模式2中的结合方式即是在模式1中建设了薄膜大棚。这种大棚模式类似于光伏建筑中的BAPV。
图11 附加式光伏农业大棚
该类型光伏大棚选用260Wp多晶硅光伏组件,组件尺寸1650X990X40mm,采用竖向3排布置,前后排间距为10m(也可以根据需要增加间距),每个支架单元安装66块光伏组件,1MW共64个支架单元,大棚建在光伏阵列之间,光伏组件的下端距离地面的高度一般为3米。1MW光伏阵列占地约33亩。
光伏农业大棚下的光资源分析如同模式1常规光伏电站一样建模,在这一基础上考虑塑料薄膜衰减15%左右。将前后排光伏阵列间距同样按照1米的档距划分为10个分区,经过模拟,地面上各个分区的月辐射量如下图所示(由于数据较多,不再提供详细数据表):
图12 附加式大棚各个分区地面月辐射量
结合模式1的光资源数据分析,我们会看到,模式2光伏组件距离地面3米高,光伏组件越高,地面的辐射量将越少;在冬季的时间内,光伏大棚内的地面辐射量基本差别不大,光照比较均匀;在夏季,组件下方的辐射量较少,阵列之间的区域辐射量相对于水平面辐射量也仅是50-70%左右。这一类型的光伏大棚,因为光伏阵列对地面光资源影响较大,所以进一步较大的影响了大棚内的农作物生长。
通过这一分析可知,虽然组件抬高了,大棚内的空间也进一步加高,方便了人们在大棚内劳作,但是相对于组件离地面高0.5—1m的光伏电站,并不利于喜阳农作物的生长。因此,光伏组件设计高度3米时,组件支架基础造价大幅上升,光伏阵列间的光资源建少,对喜阳的农作物种植,从光资源对农作物影响方面分析考虑,模式2的性能比没有得到提升而是降低,也就不适合种植喜阳的农作物(可参考下文案例中西红柿的对比)。当模式2大棚内光资源减少的情况下,光伏阵列间的大棚种植对光照需求量少的农作物、农作物育苗、花卉植物等更有利。
国内光伏阳光房、类似阳光房的光伏农业大棚肩高常设计为3米左右,国外一些农光互补电站中光伏组件高度也在3米高左右,两者相比,国内光伏农业大棚内常用于育苗、高大花卉苗木等种植以及对光需求少、需要匍匐支架的经济作物种植,国外农光互补电站设计除植物需求外,也考虑了满足机械化操作需要。