农业光伏论文

摘要随着国家主管部门对新型能源的不断重视和扶持， 光伏发电在国内应用出现一个新的高潮， 大量的企业和社会资本不断涌入， 光伏应用市场逐渐增大。 同时，可利用从事光伏电站建设的荒地、 荒山、 荒滩以及屋顶等也越来越少， 已经远远不能满足市场需要，光伏农业这个新产业开创性的将光伏产品应用在了农业种植、渔业养殖、农业观光旅游方面。光伏农业是光伏发电与农业生产相结合， 棚顶太阳能发电、 棚内发展农业生产的新型光伏系统工程， 是现代农业发展的一种新模式。 它通过把光伏发电、 农业生产、生态保护和观光旅游结合起来，利用田园景观、农业生产活动、农业生态环境和生态农业经营模式， 提高土地的单位产出， 增加农户收益， 以最大限度利用资源，增加生态和社会收益。第 1 章 绪论1.1 论文研究的目的和意义1.1.1 论文研究的目的在这次毕业论文的设计中， 我能更深层次的了解我国光伏产业以及光伏农业的发展状况，学习新的理论知识，是比较好的一次学习。通过这次学习从而不断地来增加光伏发展在人民生活上的推广， 达到推动市场的目的，改善人民的生活，节约资源。现在国家正在大力推进文明村镇建设， 其中一个重要内容便是加快农村基础设施建设， 如能将太阳能照明、 太阳能取暖太阳能光伏农业等在农村逐步推广， 这无疑将为农民提供生活便利，节约生活成本，化自然条件为力量，逐步走向小康社会，实现“两个一百年”目标。21 世纪是充满活力与激情的一个世纪，物产资源的不断短缺，为我们的子孙后代未来的生活带来了巨大的危机， 如今全球各国各民族人民都在争分多秒发现新科技， 创造新生物， 以求代替不可再生的资源， 这样不仅能够节约资源， 保护环境， 而且还能够变自然为力量，变产能为动能，改善人们的生活条件，不断走向创新型的新世纪。中国经济在迅速发展的同时也面临着巨大的环境挑战， 北方的沙漠化便是众多问题之一， 为了杜绝这一现象的继续蔓延， 我国在北方地区投入了大量的人力、物力、财力，大力发展光伏产业，风电产业，以求较弱危害，利用有利资源改善人民生活。光伏农业就在这一阶段中产生并且不断的发展。 它是将太阳能发电广泛应用到现代农业种植、养殖、灌溉、病虫害防治以及农业机械动力提供等领域的一种新型农业。 它符合生物链关系和生物最佳生产原料能量系统要求、遵循农产品生产规律并创新物质和能量转换技术，以达到智能补光、补水及调温的目的，而其产出的农产品将比现有方式生产的产品更安全、更营养、更多产。1.1.2 论文研究的意义首先， 通过这次论文写作实践， 我能更好的提高自己的专业水平，巩固自己大学四年以来所学的专业知识， 为自己以后步入社会， 走向工作岗位打下了一定的基础。 其次， 通过学习我将会把所学的知识进行整理与整顿， 使其融入到实践中去， 加强了理论知识与实践的结合。通过对光伏农业的了解与探究， 我深深的认识到光伏的重要性， 我们要认真探索，将其的精华汲取，运用到我们的生活中去，将光伏产业发扬光大。在我们现代化农业生产中，低投入、高回报、绿色、无污染农产品的种植是我们广大农民所追求的， 所以降低种植成本减小环境污染通过我们的光伏系统， 将其引入到农业生产化中就能够完成， 农业光伏高效利用了太阳光对农业进行喷灌，即省人工，又省时间，是无数农民伯伯们所青睐的。1.2 国内外研究背景及研究现状1.2.1 国内研究现状据不完全统计， 我国农业大棚主要集中在山东、江苏、江西等农业大省， 这些省份阳光较为充足， 能够同时为植物和光伏设施提供光能。目前已有多省完成了光伏农业大棚的建设并开始运营，截止到2014 年 3 月，我国已有 400 个具有一定规模的光伏蔬菜大棚、光伏畜禽养殖大棚项目。 2013 年底国家审批通过的农业光伏和渔光互补项目超过 2.9GW，而 2014 年 1 月到 7 月，正在建设或一签约拟建的光伏农业项目超过 2GW。近 2 年来，多家知名光伏企业开始投建光伏农业项目，使得光伏农业产业发展更加迅猛。1.2.2 国外研究现状在国际社会红纵观其他农业大国，日本农业水产领域在 2013 年放宽了有关农业型光伏发电的规定： 若发电设备的阴影造成农作物减收比在 20%以内，之支柱的地基部分便认可转用为暂时性农业地。澳大利亚、 美国等地域宽广的农业大国则较多为光伏屋发点， 较少与农业合作。第二章 太阳能光伏发电2.2. 太阳能光伏的结构组成光伏发电系统是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电系统。它的主要部件是太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器。其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行，受到各国企业组织的青睐，具有广阔的发展前景。2.2.1 太阳能发电的系统形式系统形式： 1. 独立光伏发电系统 ( 离网系统 ) 2. 并网光伏发电系统3. 分布式光伏发电系统主要组成部分独立光伏发电系统主要组成部分： 1. 光伏阵列 2. 光伏 3. 蓄电池组4. 逆变器 5. 监控系统 6. 负载并网光伏发电系统主要组成部分： 1. 光伏阵列 2. 并网逆变器 3. 公共电网 4. 监控系统分布式光伏发电系统主要组成部分： 1. 光伏阵列 2. 直流汇流箱 3. 直流配电柜 4. 并网逆变器 5. 交流配电柜 6. 负载 7. 公共电网 8. 监控系统1） 独立太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电不与电网连接的发电方式，典型特征为需要用蓄电池来存储夜晚用电的光伏发电系统能量。 独立太阳能光伏发电在民用范围内主要用于边远的乡村， 如家庭系统、村级太阳能光伏电站 ; 在工业范围内主要用于电讯、卫星广播电视、 太阳能水泵， 在具备风力发电和小水电的地区还可以组成混合发电系统，如风力发电 / 太阳能发电互补系统等。2） 并网太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电连接到国家电网的发电的方式，成为电网的补充，典型特征为不需要蓄电池。民用太阳能光伏发电多以家庭为单位，商业用途主要为企业、政府大楼、公共设施、安全设施、 夜景美化景观照明系统等的供电，工业用途如太阳能农场。3） 分布式太阳能光伏发电又称分散式发电或分布式供能， 是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统， 以满足特定用户的需求， 支持现存配电网的经济运行， 或者同时满足这两个方面的要求。 其运行模式是在有太阳辐射的条件下， 光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能， 经过直流汇流箱集中送入直流配电柜， 由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载， 多余或不足的电力通过联接公共电网来调节。本篇毕业设计我将采用并网式太阳能发电方式进行设计，因为其模式简便是我们现在小农经济的首选。并网式发电工作原理： 晶体硅 n/p 型太阳电池的工作原理 : 当 p 型半导体与 n 型半导体紧密结合连成一块时， 在两者的交界面处就形成p-n 结。当光电池被太阳光照射时，在 p-n 结两侧形成了正、负电荷的积累， 产生了光生电压， 形成了内建电场， 这就是 “ 光生伏特效应 “ 。从理论上讲， 此时， 若在内建电场的两侧面引出电极并接上适当负载，就会形成电流， 负载上就会得到功率。 太阳能电池组件就是利用半导体材料的电子学特性实现 P-V 转换的固体装置。2.2.2 太阳能农业灌溉系统原理太阳能农业灌溉系统主要由水泵、 太阳能水泵逆变器、 光伏组件，及灌溉设备构成。 该系统利用太阳能发电驱动水泵提水来替代传统的柴油及市电灌溉系统。整套系统安装方便可靠，节能环保、高效。可以应用在山区、村庄、农田、果园、花圃园林等。系统特点：1) 光伏水泵系统全自动运行，无须人工值守（ IP65 防护等级）2) 水泵由三相交流电机驱动，稳定性高，提升系统出水量3) 可靠性高，大幅降低系统的建设和维护成本4) 可以根据地区、客户不同需求提供经济有效的解决方案5）根据日照强度的变化调节水泵转速，自动控制系统出水量6）可扩展旁路功能，支持市电、柴油机输入