光伏溫室大棚

一、國家政策

2017年9月25日， 國家聯合發布《關于支持光伏扶貧和規范光伏發電產業用地的意見》（【2017】8號），主要確定的光伏扶貧項目及利用農用地復合建設的光伏發電站項目。

在這份文件中，出現了“光伏復合項目"的說法。

主要規定有：

1、基本農田不能用（底線）

2、對于使用基本農田以外的耕地布設光伏方陣的情形，應當從嚴提出要求，除樁基用地外，嚴禁硬化地面、破壞耕作層，嚴禁拋荒、撂荒

3、利用農用地布設的光伏方陣可以不改變原本的用地性質

4、采用直埋電纜方式敷設的集電線路用地，實行與項目光伏方陣用地同樣的管理方式

5、對于符合本地區光伏復合項目建設要求和認定標準的項目，變電站及運行管理中心、集電線路桿塔基礎用地按建設用地管理，依法辦理建設用地審批手續

6、場內道路用地可按農村道路用地管理

在8號文件發布之前，有關農光互補光伏項目的文件還有兩份：

（1）、《關于支持新產業新業態發展促進大眾創業萬眾創新用地的意見》（國土資規【2015】5號）：主要明確了光伏發電項目使用戈壁、荒漠、荒草地等未利用土地的政策，對不占壓土地、不改變地表形態的用地部分，可按原地類認定。

（2）、《關于*光伏發電規模管理和實行競爭方式配置項目的指導意見》（發改能源【2016】1163號）：主要明確了各類光伏項目的規模管理辦法。（應根據相應的規則爭取國家指標，除非農光互補發電項目全部自發自用，則可以不受國家規模指標限制，直接享受國家發電補貼。）

二、項目介紹及發展背景

隨著我國農業產業結構的深化調整和轉型升級,以科技、高效、安全、環保和多功能為標志的現代化農業項目蓬勃發展。特別是近幾年來,國內光伏農業大棚項目日趨成熟, 涌現出一大批優質項目。 光伏農業大棚項目是觀光農業與設施園藝有機結合的產物,它集光伏發電、農業觀光、農業作物、農業技術、園林景觀及文化發展于一體的創新型農業產業。

該農業光伏溫室大棚是太陽能光伏發電、可實現智能溫控、現代高科技種植為一體的溫室大棚。它采用鋼制骨架，上覆太陽能光伏組件，以保證光伏發電組件的光照要求和整個溫室大棚的采光要求。太陽能光伏發出的直流電,一部分對系統自帶的儲能電池進行電能補充；另一部分則通過DC-AC轉換器轉換成220V或380V交流電后帶動鹵素燈或白熾燈直接為農業溫室進行補光，并直接支持溫室大棚（大約5-6KW）設備的正常運行；或驅動水資源灌溉，同時解決冬季溫室大棚供暖，提高大棚溫度，促進作物快速增長。系統若在夜晚或陰天天氣，當儲能電池所儲存電能不能滿足供電需要時，系統則自動轉換至電網模式繼續為溫室設備進行不間斷供電。該工程在當地實施后在推動綠色農業生產的同時、還可做為在本地的農業觀光示范項目，真正實現科技高效的循環生態農業。

三、光伏大棚介紹

玻璃溫室型光伏大棚

玻璃溫室在觀光農業應用較多，結構較為堅固，通過與無邊框晶硅組件結合可有效開展光伏發電，但需要根據光伏發電調整朝向。同時要考慮光伏發電效益，不應再采用外遮陽機構。主要布置形式如圖1所示。

1、光伏組件

溫室光伏發電系統采用江蘇某公司的ZM-320多晶太陽能電池組件，該太陽能電池片轉換效率高，表面玻璃為高透光低鐵鋼化玻璃，邊框材料為輕質電鍍鋁合金。產品通過了TUV、UL、3C等國際認證，及金太陽認證。單片功率320Wp，以圖1所示安裝形式，平均分布于大棚頂部，采用標準中壓塊、邊壓塊和鋁型材橫桿固定于溫室頂部鋼結構，光伏組件建議安裝傾斜角度為20-45度，其實際安裝角度由大棚本身所決定，規格如下：

電氣參數（標準測試條件下）

標準測試條件（大氣質量AM1.5，輻照度1000W/平方,電池溫度25度）下的測量值

320W組件尺寸圖

2、光伏控制器

性能特點：

1) LCD液晶模塊點陣顯示；

2) 4個輕觸按鍵操作；

3) 控制電路與主電路隔離，具有的抗干擾能力；

4) 實時顯示，PV電壓、電流、功率，蓄電池電壓、電流、功率，負載電壓、電流、功率等參數；

5) 歷史數據統計顯示：過充電次數、過放電次數、過載次數、短路次數；

6) 用戶可通過上位機軟件設置蓄電池過充電保護和過放電保護時負載的通斷狀態；

7) 具有二次下電控制能力，即對主要負載和次要負載在不同蓄電池電壓點的下電控制能力；

8) 充電電壓檢測具有“回差"控制功能，可防止開關進入振蕩狀態；

9) 保護功能：具有蓄電池過充電、過放電、輸出過載、短路、浪涌、太陽能電池接反或短路、蓄電池接反、夜間防反充等一系列報警和保護功能；

10) 標配RS232/485 接口，便于遠程通信，PC監控軟件可測實時數據、報警信息顯示、修改控制參數，讀取30天的每天蓄電池電壓、蓄電池電壓、每天光伏發電量累計和每天負載用電量累計等歷史數據；

11) 參數設置具有密碼保護功能且用戶可修改密碼；

12) 告警：過壓、欠壓、過載、短路等保護報警；

13) 工作模式有階梯式逐級限流模式、PWM工作模式、一點式工作模式、光開光斷模式、光開時斷模式、時鐘控制模式、光開時斷凌晨亮模式，其中前三種模式是針對通用負載場合的，后四種模式是針對路燈負載場合的，所有的延時長度和定時時鐘都可以設置；

14) 用戶可設置參數還包括：均充電壓、浮充電壓、吸收電壓、啟動電壓、動態穩壓系數、靜態穩壓系數、均充狀態時間和吸收狀態時間等。

15) 不掉電實時時鐘功能，顯示與設置時鐘；

16) 防雷:根據系統要求，可安裝不同等級的防雷裝置；

17) 具有溫度補償功能；

3、離網逆變系統

本逆變電源采用SPWM和CPU控制技術，主電路采用進口功率模塊，利用直流屏或蓄電池的直流電作為輸入，經逆變后輸出純正弦波交流電，輸出電壓和頻率極為穩定并可長期連續工作，消除了直接使用市電帶來的供電中斷、電壓不穩、雜音干擾和雷電侵入等不利因素，同時克服了小型UPS供電時間短的致命缺陷，確保用電設備連續可靠的工作。

主要特點

1）、采用智能化CPU控制技術，的PWM+SPWM脈寬調制技術，輸出純正弦波。

2）、LED+LCD狀態顯示和報警信號顯示及報警記錄功能。

3）、可靈活設置AC主供型和DC主供型（通過液晶面板或者通信后臺軟件更改）。

4）、標準的RS232和RS485通信接口、故障干接點信號接口。

5）、防反接、過壓、過載、短路、過溫、溫控風扇、逆變故障等保護。

技術參數：

4、儲能蓄電池

蓄電池的作用主要是儲存能量，在晚上或多云等氣候情況下，光伏陣列不能提供足夠的能量時，蓄電池供給負載，保證系統的正常運行。

（1）該系統所采用的鉛酸蓄電池規格如下：

1）、蓄電池電壓： 12V

2）、蓄電池容量：100Ah

3）、外形尺寸：407*238*209mm

4）、參考重量：32KG

5）、聯接方式：10節串聯，組合成110V/100Ah

（2） 放電特性

鉛酸蓄電池具有的良好的放電特性，尤其是大電流放電的特性更為。電池放電的容量取決于放電電流，終止電壓和放電時間。

不同放電率的放電性能和終止電壓選擇如下圖：

放電時間

溫 度（℃）

（3）自放電特性

鉛酸蓄電池儲存時的自放電特性如下圖：

自放電特性

（4）充電特性

鉛酸蓄電池要求采用限流恒壓的充電方法進行充電。在環境度為25℃的條件下，的浮充電壓為13.6±0.1V 臺X臺數，充電開始時的電流應限制在0.25C10A的范圍內。

恒壓充電特性(25℃)如下圖：

充電時間

在不同的環境溫度下，適宜的電池充電恒壓值可按下所示，找出整組電池的恒壓浮充電壓值(電池充電電壓X電池組中的電池臺數)。

電池浮充電電壓與環境溫度的關系

5、交流充電（機）器

根據蓄電池充電曲線設計，采用高頻開關電源技術，整機體積小、重量輕、充電效率高，符合電磁兼容（EMC）標準。針對克服工頻型充電機的缺點而設計，與工頻型充電機比較能顯著延長蓄電池使用壽命，做到免人工值守的全自動工作狀態，具有蓄電池全自動充電、過充電保護、過放電保護、過流保護、短路保護、過熱保護等功能，充電電流可調節，均浮充自動智能轉換，特別適用于無人值守的充電場合。

本充電機主要在夜晚或陰天時，蓄電池虧電情況下啟動，當設備自動切換到市電供電情況下自動啟動對蓄電池進行充電，可長期連接到蓄電池以保持充滿電狀態，主要應用于固定電壓的蓄電池組作浮充使用的充電設備，如發電機、通信系統、電力系統、鐵路系統、UPS不間斷電源等蓄電池組的自動充電。

（1） 產品特點

1）、交流輸入電網范圍寬，可做220Vac或380Vac輸入；

2）、根據蓄電池充電曲線設計，充電效率高；

3）、全自動在線充電功能，可用于臨時充電，也可用于長期在線浮充；

4）、均浮充自動智能轉換，防止蓄電池過充電，有效延長蓄電池的使用壽命；

5）、充電電流可調，可滿足不同容量蓄電池組及用戶對充電時間選擇的要求；

6）、充電程式：恒流--(恒壓)均充減流--(恒壓)浮充--涓流浮充。

（2） 操作方法

1、先接好蓄電池（注意正負極性，請勿反接！），接上交流電，再開啟充電機；

2、合上電源開關，“充電"燈亮，風機開始轉動，充電機開始充電；

3、充電機剛開始以恒流充電，當蓄電池電壓達到均充值時轉為恒壓減流充電；

4、當電流降到所選充電電流的1/5時，自動轉為浮充電；

5、若“充滿"燈亮，表示蓄電池己充滿電；

6、此時可拆下蓄電池結束充電；也可不拆下，維持涓流浮充電。

（3）技術參數

6、光伏支架

光伏支架及壓塊，采用標準40*40mm U型鋼材，表面鍍鋅處理，長期使用不會生銹，安裝螺絲均采用不銹鋼螺絲。

7、電線電纜

電池組件到設備采用6平方紅、黑標準國標電纜，控制設備至DC-AC逆變器采用2*10平方，紅、黑國標電纜，保證設備在高功率輸出狀態下，減小線路輸出壓降，提高設備整體效率。

8、設備機柜

設備機柜主要用于安裝光伏控制系統、DC-AC逆變系統、交流接觸器、配電輸出開關、設備運行開關、急停開關，測量儀表等,采用框架式結構，后門、側板可拆卸，前門安裝白色玻璃，在關門狀態下可查看設備運行情況。

設備尺寸：850*650*1980mm