匀光型光伏农业系统的设计与实验

摘要

随着光伏发电技术的发展,太阳能发电已成为各国改善能源结构、实现绿色发展的现实选择。传统规模的光伏项目需要大量土地,而光伏农业技术将作物种植和电力发电结合在同一块土地上,可以有效解决食品和能源生产之间土地利用竞争的问题。然而,当前光伏农业系统向植物提供的光照分布不均匀和辐射照度相对较低,影响作物正常生长。文中设计了一种圆弧形玻璃结构,实现对光线的定向分束,使光伏装置下方区域增加了约1.6倍的光照且光照分布均匀,实现发电的同时保障农作物的正常生长。仿真和实验结果验证了所设计的圆弧形玻璃实现均匀光线分束的可行性,同时搭建匀光型光伏农业系统,系统模拟得到每亩地发电功率47.2 kW,预测首年发电量51.22 MWh,年平均发电量45.95 MWh。同时,进行甘薯种植实验,相对于在系统外种植,匀光型光伏农业系统下种植中小薯比重增加,商品薯比重增加,带来了更大的经济效益。

关键词

光伏农业 / 匀光 / 分布式光伏

基金资助

国家重点研发计划项目（2023YFE0126400）; 湖北省引进外国人才和智力项目（2023DJC027）