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4光伏太阳能温室的应用局限
4.1光照和地域的限制
既然光伏太阳能温室的效益来源是以发电为主,那么就要选在太阳光照充足的地方建设,日照时数越多越好。如果光照不足,则发电与种植争光的矛盾就会突出。我国海南等北纬30°以南地区,有的区域年日照时数可达2 400 小时以上;西藏等高海拔地区,有的区域年日照时数可以超过3 000 小时;甘肃等西北干旱少雨地区,以河西走廊为代表,日照时数多超过2 700 小时,这些地区适合建设光伏太阳能温室。越往北的地区寒冷时间越长,对这种温室的利用效果越差,北纬40°以北地区基本不适合建造使用,而华南和西南多阴雨的地区因日照时数少,光照强度低,也不适合应用。
4.2对温度和季节的要求
光伏太阳能温室进行农业生产时,对室内温度有一定要求,一般夜间最低温度不低于8 ℃。南方地区,可以种植的时间段比较长,甚至可以四季种植,而在北方和高海拔地区,可以种植的时间段比较短,主要适于夏秋季,而冬季和早春利用效果较差。
4.3种植项目的限制
因为发电与种植之间存在争夺光照资源的矛盾,而且种植业在这个系统中居于次要位置,所以,温室中的种植项目首选那些基本不需要阳光的,如平菇、金针菇、白灵菇、香菇等食用菌品种;其次选择适合弱光的,如竹荪等食用菌品种及三七、人参等药材,而黄瓜、茄子、丝瓜等喜欢强光的植物与发电的矛盾最大,不宜种植。中等喜光的植物如辣椒、西葫芦、葡萄等,可以在条件较好的温室里适时种植。
5光伏太阳能温室的设计要点
光伏太阳能温室在设计上与普通温室在总体上是相似的,只是有些结构方面需要作出针对性的改变。作为一种发电设施,它与纯粹的光伏发电也有所不同,其电池板安放坡度较普通电池板坡度稍小,且多数情况下要求电池组件具有一定的透光率或呈马赛克排列。
5.1加强承重
光伏太阳能温室的电池板一般较厚重,需要更好的立柱和梁架支撑。
5.2更陡的屋面角
日光温室的屋面角要达到35° 左右,随地理纬度的升高而增大。连栋温室要设计有向阳屋面,向阳屋面的屋面角要在35° 左右,前后屋面可以不对称,原则上前一个背顶一年四季不能遮挡后一个向阳屋面的阳光照射。
5.3选择合适的电池组件
太阳能光伏电池组件有单晶硅、多晶硅、非晶硅等多种不同的材料,同时,又有电池板和薄膜电池之分,还有不透明与半透明的区别。光伏电池的使用寿命多在20 年以上。单晶硅电池在发电效率和使用寿命方面都比较好,但成本较高,因此目前面向温室开发的电池组件主要是多晶硅和非晶硅的。现在光伏太阳能温室所用的电池板,多有单层或双层玻璃保护,总厚度3.0 ~ 6.5 mm。电池板在接受阳光照射时会产生巨大的热量,在无雹灾风险的地区或主要围绕夏季种植的温室来说,其前板的厚度可以减小,以利于将这些热量向外散发;而在主要围绕冬季种植的温室上,则应加大前板的厚度、减小背板的厚度,甚至以薄膜取代背板,以便更多地将这些热量保留在温室内,充分利用。
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