農光互補電站設計要點與實務

1、農光互補電站設計關鍵點與實務4月 農光互補電站設計要點與實務第1頁目 錄一、光伏與農業結合概念二、農業大棚設計關鍵點三、日本、歐洲、臺灣光伏農業案例農光互補電站設計要點與實務第2頁光伏電站規劃設計關鍵點農光互補電站設計要點與實務第3頁農業種植養殖規劃關鍵點農光互補電站設計要點與實務第4頁農業光伏大棚（種植養殖）設計關鍵點漁光互補牧光互補光伏農業大棚農光互補電站設計要點與實務第5頁目 錄一、光伏與農業結合概念二、農業大棚設計關鍵點三、日本、歐洲、臺灣光伏農業案例農光互補電站設計要點與實務第6頁大棚結構設計特殊性 光伏組件替換了塑料薄膜，造成結構負擔荷載增加，在結構設計時，應進行建模計算，分析構件

2、受力，在滿足結構安全、25年使用壽命條件下，盡可能采取輕型鋼材，如冷彎薄壁卷邊槽鋼、Z型鋼、幾字鋼等，降低結構用鋼量、控制成本。光伏大棚結構設計農光互補電站設計要點與實務第7頁原有大棚采光面由拱坡改為平坡，傾角設計為18-25左右，塑料薄膜改為鋪設電池板和透光玻璃，效率損失2%9%。傳統日光溫室結構太陽能日光溫室結構光伏大棚組件傾角設計農光互補電站設計要點與實務第8頁設計溫室采光面時，光線入射角度不宜選取過大，過大會造成溫室脊高過高，結構不合理。同時，依據光線反射原理，光線入射角從90降到50時，透過采光面光量下降不顯著。日光溫室設計中要求大于或等于50，便滿足采光需求。最正確傾角18傾角光伏

3、大棚組件傾角設計農光互補電站設計要點與實務第9頁光伏大棚組件傾角設計農光互補電站設計要點與實務第10頁光伏大棚組件選型晶硅高效組件；組件功率相近，即初設效率一致性要好；組件衰減速度一致、穩定；高溫高濕區域須選取抗PID組件。農光互補電站設計要點與實務第11頁大棚內濕度普通60%以上，在鋼構表面、大棚膜面易冷凝、結露。這種高濕環境對鋼結構本體存在腐蝕，對布置在大棚內光伏組件、接線盒、電纜、橋架、匯流箱等安全穩定運行存在隱患，如降低設備絕緣強度、造成導電金屬或電路板腐蝕、降低使用壽命、造成電氣短路故障等，尤其是光伏組件。采取內天溝設計可集中搜集冷凝露珠。光伏大棚組件選型農光互補電站設計要點與實務第

4、12頁光伏大棚組件選型農光互補電站設計要點與實務第13頁組件PID后果農光互補電站設計要點與實務第14頁組件PID測試條件農光互補電站設計要點與實務第15頁抗PID電池片、抗PID組件農光互補電站設計要點與實務第16頁組串逆變器和匯流箱防護等級要到達IP65.組串逆變器和匯流箱最好安裝在大棚外。（棚內濕度最少60%）光伏大棚類電站設備選型農光互補電站設計要點與實務第17頁依據組件本身特征和理論計算，組件橫四排布方式比豎二排布方式發電量最少能夠增加2%5%以上發電量。光伏組件橫向布置農光互補電站設計要點與實務第18頁光伏組件串數量設計農光互補電站設計要點與實務第19頁選取光伏組件型號不一樣組件在

5、坡面上排布方案不一樣大棚型式不一樣單個棚系統容量大小一致薄膜組件發電系統晶硅組件發電系統電壓大，電流小，串聯少，并聯路數多，須二級匯流電壓小，串聯多，并聯路數少，一級匯流組件串接線方式各異大棚內匯流電纜敷設方式、路徑、匯流箱安裝位置方式各異容量大考慮用集中型逆變器，容量小可考慮利用組串型逆變器，與大棚安裝容量匹配光伏組件排布設計農光互補電站設計要點與實務第20頁光伏組件排布分為：1）全遮擋式排布 2）部分遮擋式排布豎向排布橫向排布間隔式排布棋盤式排布豎向排布橫向排布豎向排布橫向排布經過計算間隔排布光照均勻度為72.8%；棋盤式排布為75.8%。光照均勻度越大，說明均勻性越好，故棋盤式排布均勻度

6、要好于間隔式，從而更有利于溫室作物生產。間隔式排布棋盤式排布光伏組件排布設計農光互補電站設計要點與實務第21頁1）晶硅常規組件全遮擋排布獨棟光伏農業大棚大棚側面大棚坡面晶硅常規組件光伏大棚光伏組件排布設計農光互補電站設計要點與實務第22頁晶硅組件排布圖組件功率；255W 組件規格：1636mm*994mm排布：組件豎向排布，橫排65塊，豎排6 塊，累計390塊裝機容量：99.45KW大棚規模：占地約1畝，實際面積看上圖 晶硅常規組件在大棚上鋪設時，組件排布方式并不是固定，也可橫向排布，可依據大棚及現場實際需求進行調整。光伏組件排布設計農光互補電站設計要點與實務第23頁2）薄膜組件全遮擋排布獨棟

7、光伏農業大棚薄膜組件滿鋪式光伏大棚大棚側面大棚坡面光伏組件排布設計農光互補電站設計要點與實務第24頁組件功率；80W 組件規格：1300mm*1100mm 透光率：10%-20%當地維度：36.58N 大棚向陽面合理傾角為20排布：組件豎向排布，橫排36塊，豎排7 塊，累計252塊裝機容量：20.16KW大棚規模：占地約800 薄膜組件排布圖 薄膜組件在大棚上鋪設時，組件之間距離與排布方式并不是固定，可依據大棚及種植農作物實際需求進行調整。光伏組件排布設計農光互補電站設計要點與實務第25頁3）雙玻組件連棟滿鋪式大棚單跨大棚側面示意圖大棚坡面示意圖組件功率；150W 組件規格：1530mm*76

8、1mm當地維度：32.58N 大棚向陽面合理傾角為16排布：組件豎向排布，橫排50塊，豎排4 塊，累計200塊，連棟大棚單跨裝機容量：30KW，總裝機容量為：540KW大棚規模：連棟大棚共18跨，占地約7200 光伏組件排布設計農光互補電站設計要點與實務第26頁晶硅組件排布圖連棟大棚整體側面示意圖 雙玻組件在大棚上鋪設時，組件排布方式并不是固定，可依據大棚及現場實際需求進行調整。光伏組件排布設計農光互補電站設計要點與實務第27頁4）雙玻組件連棟間隔式大棚連棟大棚單跨測面大棚坡面組件功率；150W 組件規格：1530mm*761mm當地維度：32.58N 大棚向陽面合理傾角為16排布：組件豎向排

9、布，橫排51塊，豎排4 塊，累計 204塊，連棟大棚單跨裝機容量：30.6KW，總裝機容量為：550.8KW大棚規模：連棟大棚共18跨，占地約14400 光伏組件排布設計農光互補電站設計要點與實務第28頁雙玻組件排布圖連棟大棚整體側面示意圖 雙玻組件在大棚上鋪設時，組件之間距離與排布方式并不是固定，可依據大棚及種植農作物實際需求進行調整。光伏組件排布設計農光互補電站設計要點與實務第29頁地理位置經緯度（）最低溫度（攝氏度）海拔（m)最正確傾角（）最正確傾角年日照小時數月最高日照小時數當月日照時長理論DC/AC修正DC/AC安徽合肥31.87；117.23-8362413211477.51.32

10、 1.20 北京39.93；116.28-155537158616491.19 1.19 甘肅敦煌40.15；94.68-2211403821512049.50.95 1.00 河北懷來40.4；115.5-1853838161316791.17 1.17 河北承德41.0；117.9-2037440182817691.11 1.11 河南信陽32.13；114.05-91152613291466.51.33 1.20 黑龍江哈爾濱45.75；126.77-331434116161638.51.19 1.19 吉林長春43.9；125.22-2723841173917181.14 1.14 江

11、蘇淮安33.6；119.03-81927148615371.27 1.15 江蘇南京32；118.8-772512961387.51.41 1.20 江西景德鎮29.3；117.2-5602313141538.251.27 1.20 內蒙古烏蘭察布41.9；114-30148439188818610.51.05 1.05 內蒙古赤峰42.27；118.97-2257240181817291.13 1.13 寧夏固原36；106.17-17175335179916681.17 1.17 寧夏銀川38.29；106.16-2111123719791919.51.02 1.02 青海格爾木36.25

12、；94.55-24307635230121290.92 0.90 青海玉樹33.01；96.58-18368134192217171.14 0.92 山東煙臺37.3；121.24-10473216511747.51.12 1.12 山東德州37.43；116.32-15223014791628.51.20 1.20 山西大同40.1；113.33-22106937173817491.12 1.12 山西太原37.78；112.55-177793415911648.51.19 1.19 陜西綏德37.3；110.14-2210173215481658.51.18 1.18 陜西西安34.18；

13、108.57-1141026129215171.29 1.20 上海31.17；121.29-64.523135214371.36 1.20 四川阿壩州若爾蓋32.6；102.56-28347234188017581.11 0.90 四川甘孜理塘30.03；100.17-20437833179219171.02 0.95 四川涼山州會理26.65；102.13-3182726175917381.12 1.12 天津39.06；117.12-133.333150816891.16 1.16 西藏拉薩29.4；91.08-13365830213221790.90 0.90 新疆石河子44.32；8

14、6-20482351644183101.06 1.06 云南永仁26.03；101.68-1163525175417481.12 1.12 云南元謀25.7；101.9-5112025173317481.12 1.12 浙江溫州28.02；120.67-3722141315681.25 1.20 浙江余姚30.05；121.15-66.3622131715471.26 1.20 不一樣地域組件與逆變器容量配比表農光互補電站設計要點與實務第30頁大棚內設施利用地源熱泵確保大棚內恒溫可節能40%。人工補光通風裝備噴灌裝備加溫裝備CO2施肥光伏農業大棚內部設施農光互補電站設計要點與實務第31頁經典案

15、例1：西北地域光伏農業大棚經典結合方式附加式光伏大棚即使結合度不高，但農光互不影響，能完全確保大棚農業和光伏發電各自功效最好發揮。農光互補電站設計要點與實務第32頁農光互補電站設計要點與實務第33頁經典案例2：華東、華南地域光伏農業大棚經典結合太陽能連棟大棚適合于華東、華南一代大面積光伏農業一體化項目，當前花卉和育苗類是贏利最優，純蔬菜大棚虧損嚴重。農光互補電站設計要點與實務第34頁1）18連棟光伏大棚（1MW模塊設計 橫向排布） 光伏大棚模塊化經典設計占地面積120m*107.731m農光互補電站設計要點與實務第35頁2）18連棟光伏大棚（1MW模塊設計 豎向排布）光伏大棚模塊化經典設計占地

16、面積112m*107.731m農光互補電站設計要點與實務第36頁經典案例3：全遮獨棟大棚與光伏電站經典結合全遮太陽能獨棟大棚適合蘑菇養殖、喜陰植物育苗，該經典能在1畝大棚鋪設100KW光伏組件，確保了大棚頂面積最大利用，利用率能夠與地面電站相同。農光互補電站設計要點與實務第37頁獨棟單坡光伏大棚（1畝 常規組件無間隔豎排）大棚組件坡面排布圖 64*6 占地面積66m*10m農光互補電站設計要點與實務第38頁獨棟單坡光伏大棚（1畝 常規組件無間隔橫排）大棚組件坡面排布圖 40*10占地面積67m*10m農光互補電站設計要點與實務第39頁獨棟單坡光伏大棚（1MW模塊設計 豎排）占地面積137m*9

17、8.3m農光互補電站設計要點與實務第40頁獨棟單坡光伏大棚（1MW模塊設計 橫排）占地面積139m*98.3m農光互補電站設計要點與實務第41頁經典案例4：畜牧、光伏電站經典結合太陽能養殖棚也是比較有效結合，而且也能在1畝面積大棚上鋪設100KW光伏組件，確保了大棚頂面積最大利用，利用率能夠與地面電站相同。農光互補電站設計要點與實務第42頁獨棟雙坡光伏大棚（1畝 雙玻組件1間隔橫排）占地面積68m*10m農光互補電站設計要點與實務第43頁獨棟雙坡光伏大棚（1畝 雙玻組件1間隔豎排）占地面積68m*10m農光互補電站設計要點與實務第44頁 獨棟雙坡光伏大棚（1MW模塊設計（1間隔豎排）農光互補電

18、站設計要點與實務第45頁 獨棟雙坡光伏大棚（1MW模塊設計（無間隔豎排）農光互補電站設計要點與實務第46頁太陽能敞開式農業大棚適合華北、華東、華南等地域中藥種植、天然牧草場畜牧、特種水產品養殖等，是比較有利與農業和光伏雙方面一個結合模式經典案例5：敞開式大棚和光伏電站經典結合農光互補電站設計要點與實務第47頁 敞開式光伏大棚（1MW模塊設計）農光互補電站設計要點與實務第48頁晶硅組件發電系統一級匯流光伏農業大棚經典設計圖庫農光互補電站設計要點與實務第49頁項目地址：寶應射陽湖占地面積：930畝每年發電量：3500萬度總投資：28000萬成功案例1：江蘇寶應射陽湖30兆瓦漁光互補項目農光互補電站

19、設計要點與實務第50頁成功案例2：江蘇正輝金湖100兆瓦漁光互補項目項目地址：淮安金湖縣占地面積：2400畝每年發電量：1萬度總投資：85426 萬元農光互補電站設計要點與實務第51頁成功案例3：江蘇阜寧30兆瓦漁光互補項目項目地址：阜寧縣陳集鎮大劉村占地面積：1000畝每年發電量：3300萬度總投資：26754萬農光互補電站設計要點與實務第52頁成功案例4：內蒙香島130兆瓦農光互補項目項目地址：內蒙香島占地面積：10000畝每年發電量：16900萬度總投資：111890萬農光互補電站設計要點與實務第53頁成功案例5：寧夏永寧50兆瓦農光互補項目項目地址：寧夏永寧占地面積：3000畝每年發電

20、量：6800萬度總投資：75757萬農光互補電站設計要點與實務第54頁協鑫新農業科技有限企業漁光互補牧光互補光伏農業大棚協鑫新農業科技是底新成立企業，注冊資本1個億。林光互補光伏發電項目是利用荒山荒地建設光伏電站，繼而開發揚程水利項目、反哺植樹造林工程。農光互補電站設計要點與實務第55頁協鑫集團和南京農業大學合作共建 “光伏農業產業研究院”協鑫集團和南京林業大學成立工作站共同研究 “光伏板下新經濟”產學研聯盟農光互補電站設計要點與實務第56頁目 錄一、光伏與農業結合概念二、農業大棚設計關鍵點三、日本、歐洲、臺灣光伏農業案例農光互補電站設計要點與實務第57頁.4月起 日本農林水產省經過光伏農業接

21、收FIT方案；主要條件為農地上作物產出不得少于未安裝20%(每三年檢驗)。日本有超出1.3百萬公頃農地(13%國土)，光伏農業方案處理了地面電站土地需求問題，兼顧了作物順利產出同時也對農戶帶來額外收入。日本光伏農業方案農光互補電站設計要點與實務第58頁日本光伏農業開發鎖定適合農地METI ID 經產省設備認定確定有效受電額度鎖定補助電價(FIT)土地轉換申請Temporal Conversion系統設計光伏系統施工并網農業運作Application of Solar Sharing Project for Temporal Conversion地方農政局都道府縣（地域農政課）市町村（農業委員會

22、事務局）申請者申請文件修改、提交本申請申請文件制作、提交事前協商會議事前協商會議農業會議轉用許可發行農業委員會總會事前相談、業主同行Solar-sharing Construction一個月兩個月三個月EPC完成并網賣電開始農光互補電站設計要點與實務第59頁跟進中項目- 30MW 茨城縣行方市, 30-50MW 9個以上光伏農業項目，單體大于100kW取得經產省設備認定，與主管機關洽談土地轉換申請中， 預計第一季取得許可。 規劃中農地可施行超出30MW。農業運作Agri. Operation 產出不少于無光伏系統80% 農民契作方案光伏發電系統運作PV Operation 提升發電量: 追日系

23、統 設備最正確性價比農光互補電站設計要點與實務第60頁意大利雙軸追蹤技術意大利REM企業專注于提供零污染強調生態友好清潔能源與有機農產品處理方案。擁有雙軸追蹤專利Agrovoltaico 。Agrovoltaico技術于起于北意大利6.7MW項目上驗證， 在光伏及農業產業中取得最正確平衡。連續開發相關技術與支持相關項目開發工作；當前于日本展開了一連串驗證項目。農光互補電站設計要點與實務第61頁從構想到實踐-雙軸追蹤技術實際驗證農光互補電站設計要點與實務第62頁6.7MW北意大利項目-光伏與農業最大綜效農光互補電站設計要點與實務第63頁Solar Sharing自起研發結合光伏與保持農業產出技術

24、，Agrovoltaico設計考慮: -雙軸追蹤系統提升了光伏發電輸出同時保持自然光最高穿透。-良好設計抗風、抗冰刨與抗雪模式可隨嚴峻氣候而調整，保持系統完整性。-架高支架提供充裕農業機具工作空間，種植、施作與收成均不受影響。同時提升設備耐候性與組裝便利性。針對特殊植栽，設備可保濕提升產出；同時可加配防曬網增強抗曬功效。12 m5 m農光互補電站設計要點與實務第64頁Agrovoltaico -雙軸追蹤技術為被動式追蹤系統。每個追蹤系統都附有控制模塊， 提供追蹤與反追蹤運算； 同時ISMB無線模塊提供遠程操作能力，輕松藉由計算機或是手機接口進行運維。風速計監測可于強風時開啟抗風模式。可遙控進入

25、農業機具操作模式提升高度，確保組件安全 。同時提升光伏發電(25-30%)與維持農作物產出。中，固定型與雙軸追蹤比較(5/4日與7/3日)農光互補電站設計要點與實務第65頁遮陰模擬設定組件動作路徑。待檢驗區建立成10,000個不一樣光強度子區進行模擬。利用GECROS (Genotype-by-Environment interaction on CROP Growth Simulator”) 進行農業產出模擬。Panels Shadows農光互補電站設計要點與實務第66頁對農作物產出影響實際證實Agrovoltaico雙軸追蹤技術對農產品產出影響極微:與意大利大學Agricultural Dept. of University of Piacenza (Northern Italy)數據庫(超出37年)比較驗證6.7MW項目，自起收成數據顯示并無顯著差異2,15MW北意大利項目農光互補電站設計要點與實務第67頁臺灣太陽能農業生技實績總面積：約23公頃第一區：3.3公頃(太陽能+溫室)第二區：0.7公頃(太陽能+溫室)第