光伏温室发展现状与技术前景分析.ppt

1. 国外发展现状 南欧地区 意大利、西班牙光伏温室产业发展迅速；以意大利为例 截至2013年，全国光伏装机量约16.4GW， 1. 国外发展现状 9.8%的布置比例下，对室内西红柿生产的影响。 通过一个生长季的实验验证，西红柿的产量与品质与常规温室没有显著差异。 1. 国外发展现状 50%的布置比例下（南侧屋面全部布置光伏组件），对西红柿生产的影响。 累计光照辐射量较常规温室减少46%、82%。 温室960m2，安装了68KWp组件 1. 国外发展现状 意大利政府关于光伏温室的发展提出原则： 当光伏温室组件安装量超过200KWp,温室农业收入应不低于发电所得收入； 组件的投影面积必须不超过温室面积的50%； 建造前必须明确温室内栽培的作物品种和栽培技术。 借鉴和启示！ 2. 国内发展现状 国内：区域上 江西 山东 宁夏 江苏 2. 国内发展现状 国内：类型上 不下于百MW……….. 基于日光温室 基于连栋温室 2. 国内发展现状 光伏温室室内光热环境影响，是否满足作物生长需求 1%的光强，意味着1%的产量 作物的品质 光伏温室的结构设计，是否适宜温室特性 2. 国内发展现状 支撑骨架过于安全，浪费、阴影 承载力计算不够 提供理论支撑。 结合作物生长需求，建立适宜于光伏温室的设计方法 为光伏温室的优化设计和我国设施园艺装备的优化升级 亟待 2. 国内发展现状 光伏温室产业 “方兴未艾” 缺乏理论研究，光伏温室能够适宜作物生产 “有待商榷” 三、设计方法 光伏温室适宜的倾角范围 25°～35° 薄膜电池发电量 温室覆盖材料透光率 通过比较屋面倾角 影 响 实验室理论测试 现场小尺度测试 理论模拟 光伏组件作为温室采光屋面对室内光质、光强的影响 构建了相关理论分析模型 初步形成光伏温室的采光设计理论！ 结合叶菜作物采光需求 以保障冬至日10时温室内的光环境，基本满足叶菜类作物的红蓝光需求为衡量准则 总体思路 筛选原则 综合考虑屋面倾角对光伏电板发电效率和对温室覆盖材料透光率的影响 得出相对最优化的结果。 光伏发电 温室生产 为目标 并行 不悖 1. 光伏温室适宜屋面倾角的筛选 倾角对发电的影响：以北京为例，依据气象数据和薄膜电池性能参数，利用RETScreen（V4.0）软件，计算倾角在20°～50°范围之间组件单位面积的年发电量 总体呈先增加后降低的趋势（倾角35°最大），基本上下变化在3%之内，因此综合考虑安装要求，温室屋面光伏组件倾角可在25°～35°之间变化。 1. 光伏温室适宜屋面倾角的筛选 针对某一时刻，随着倾角变化，透光率总体呈先增加后降低的趋势（倾角35°最大）； 温室适宜的屋面倾角范围可在25°～35°之间浮动，与电池板适宜安装倾角相比对，两者相符！ 倾角对透光率的影响：以4mm浮法玻璃为例，，计算北京地区冬至日不同屋面倾角对太阳入射角及玻璃透光率的影响 10：00 12：00 1. 光伏温室适宜屋面倾角的筛选 光伏组件对室内光环境的影响，主要体现在3个方面： 对室内光照强度的影响 对室内光质变化的影响 对室内地面光环境均匀度的影响 2. 光伏组件布置方案对室内光环境影响 1）光伏组件自身透过率的测试 测试仪器为Perkin-Elmer公司Lamnda 950分光光度计 选取国内生产厂家提供的样品进行测试 100mmX100mm 测试光谱为290～1100 nm范围内，光伏组件的理论透过率。 2. 光伏组件布置方案对室内光环境影响 1）光伏组件自身透过率的测试 500nm以下的光辐射基本不透过(蓝紫光全被阻隔在薄膜电池外)； 在红光区域(620-750nm)，透光率约32.1%; 在整个波段范围(290-1100nm)，透光率约25%。 光合有效辐射 400～700nm 2. 光伏组件布置方案对室内光环境影响 2）室内光强模拟计算 2. 光伏组件布置方案对室内光环境影响 阴影区地面接收到的瞬时辐射强度： 式中： —光伏温室地面阴影区总辐射强度； —屋面光伏组件面积与地面阴影面积比； —屋面光伏组件总面积与地面总面积比； —屋面透光覆盖材料总面积与地面总面积比； —屋面透光覆盖材料透光率。 2）室内光强模拟计算 非阴影区地面接收到的瞬时辐射强度： 式中： —光伏温室地面非阴影区总辐射强度； —屋面透光覆盖材料面积与地面非阴影区面积比； 因此，只需已知区域的地理纬度、日序数、屋面倾角角度、光伏组件面积和屋面面积，就可求出室内地面的任意时刻的辐射强度。 2. 光伏组件布置方案对室内光环境影响 3）光照均匀性评价 2. 光伏组件布置方案对室内光环境影响 式中： 光照分布均匀性是评价温室性能的重要指标。针对光伏温室内，如光伏组件布置