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一對生態農業的影響分析

目前對太陽能發電方面研究較多的為地面光伏發電項目，光伏農業大棚發電項目起步較地面光伏發電項目晚，對其研究相對較少，國外對其研究最多的屬歐洲和日本，但研究內容多趨向于對光伏組件與大棚的結合方式、光伏組件類型及發電效率等方面，如荷蘭Wageningen大學、日本學者Yano及意大利企業的研究。針對發電項目對生態農業影響研究很少，日本學者Yano比較了太陽能電池板直線布置和上下間隔布置對溫室室內光照和發電量的影響，國內昝錦羽等人就光伏溫室大棚內溫度進行了模擬研究。本文從光伏大棚發電項目對大棚的結構、大棚內農作物光合作用及大棚內溫度的影響等方面綜合分析。

1對大棚結構的影響

1.1普通農業大棚支架

普通農戶自建大棚主要組成是用竹木桿、水泥桿、輕型鋼管或管材等材料做骨架，做成立柱、拉桿、拱桿及壓桿，其棚型結構可分為竹木結構、鋼材結構和竹木、鋼材、水泥構件等多種材料的混合結構。

1.2光伏大棚支架

在選擇太陽能光伏支架時，一般均要考慮到風荷載對支架強度的影響及外界環境對太陽能光伏支架的腐蝕作用，因此，對太陽能光伏支架所選用材料需進行特殊工藝加工，以加強支架抗腐蝕能力，從而讓支架達到預期使用壽命。目前較為流行的光伏支架為采用熱浸Zn處理過的優質鋼件?？梢?，與普通農業大棚相比，光伏農業大棚的抗風、雨、雪，抗腐蝕能力大大提高，具有較高強度和抗腐蝕性，可減輕自然災害對植物傷害，有助于農產品品質提高。

2對植物光合作用的影響

2.1太陽光譜對植物生長的影響

太陽輻射光譜隨波長分布分為紫外線區、可見光區、紅外線區。紫外線占太陽能光譜7%，波長小于400nm；可見光占71%，波長介于400nm～760nm之間；紅外線占22%，波長大于760nm。葉綠素作為植物體內最豐富的色素，其最善于吸收紅光和藍光。園藝學家認為440nm的藍光對于植物葉片和根系的生長具有極其重要的作用，600nm～700nm的紅光有利莖的生長，并促進植物的開花和葉綠素的形成。而綠光部分被例如胡蘿卜素和葉黃素之類的其它色素所吸收，然后將其用于光合作用，但大部分綠光將被反射以顯示葉片特有的葉綠色。還有許多其它復雜生長過程需要來自于光譜中不同區域光的照射。

2.2多晶硅太陽能電池板對太陽輻射的響應

2007年九江學院王殿元等人對硅太陽能電池光譜響應范圍進行了研究性實驗，測量了不同波長光譜下太陽能電池板的短路電流，并對數據進行處理，獲得電池的相對光譜響應曲線。從該研究結果可看出，硅太陽能電池對不同波長光線均有響應，但最主要的響應范圍為800nm～900nm，即硅太陽能電池對不同波長光線均有不同程度吸收，但吸收最多的是波長在800nm～900nm之間的光。對比植物光合作用最活躍的光譜范圍與硅太陽能電池對光譜的響應范圍可知，硅質太陽能電池板吸收最多的太陽光光譜波長在農作物光合作用活躍范圍之外，即這部分光譜對農作物的光合作用沒有實質性意義。因此，太陽能電池板鋪設對大棚內植被影響較小。

二對大棚內部溫度的影響

傳統蔬菜大棚在夏天高溫時棚內溫度可達50℃以上，大部分蔬菜在夏天無法種植。2014年昝錦羽等人對光伏大棚內溫度進行過模擬，模擬結果表明，白天棚內溫度大部分情況下低于棚外溫度，夜間棚內溫度高于棚外溫度，即太陽能電池板在夏季和中午能阻止過多熱量進入大棚，抑制大棚內溫度過度上升，在冬季和夜晚時，則能避免溫室內熱能流失，降低晚上溫度下降速度，可有效起到冬季和夜晚保溫作用。

三結語

光伏農業科技大棚相比普通農業大棚，其運行對生態農業有有利影響，也有不利影響。有利影響有：a)光伏農業科技大棚從大棚支架的材質上，較普通農業大棚更堅固，更能抵御自然災害破壞；b)光伏農業大棚解決了普通大棚頭痛的保溫、升溫的問題。不利影響主要為微弱的遮光影響。但這種影響較小，可通過選擇不同喜光類型的植物及采用LED燈補光措施來減緩這一影響。光伏農業科技大棚對生態農業的影響利大于弊。

作者：楊月梅曹艷芳王淼單位：中國輻射防護研究院