Сельскохозяйственная солнечная батарея

Системы поддержки сельскохозяйственного использования фотоэлектрических элементов (ФЭЭ) демонстрируют многосторонние преимущества в сценариях посадки и селекции, в частности, по следующим пяти аспектам:

▶ Фотоэлектрическая энергетика: повышение доходов и эффективности.

• Доход от электроэнергии: Система непрерывно вырабатывает электроэнергию с помощью фотоэлектрических панелей, которую можно продавать в сеть или использовать для собственного потребления. В качестве примера можно привести проект мощностью 400 МВт, сочетающий фотоэлектрическую систему и животноводство, в уезде Шанъи, провинция Хэбэй. В нем используются двусторонние фотоэлектрические модули из монокристаллического кремния мощностью 650 Вт/панель, что увеличивает годовую выработку электроэнергии на 15% по сравнению с традиционными модулями. Ожидается, что проект CITIC Pacific Energy Tonglu, сочетающий фотоэлектрическую систему и животноводство, будет вырабатывать в среднем 110 миллионов кВт·ч в год, что позволит сэкономить 13 500 тонн стандартного угля и сократить выбросы углекислого газа на 35 400 тонн.

• Экономия на электроэнергии: Фотоэлектрические панели могут обеспечивать фермы или посевные площадки электроэнергией, потребляемой ими самими, что снижает эксплуатационные расходы. Некоторые фермы сообщают, что модель «дополнительного использования фотоэлектрической энергии и животноводства» позволяет им сэкономить около 30% на электроэнергии.

▶ Улучшение условий разведения (сценарии разведения)

• Затенение и охлаждение летом: фотоэлектрические панели обеспечивают естественную «тень» для сельскохозяйственных животных летом, эффективно снижая температуру в местах их содержания. В интегрированных проектах по животноводству и использованию солнечной энергии солнечные панели могут снизить температуру в овчарнях на 3-5 градусов Цельсия летом, создавая благоприятные условия для роста скота.

• Зимняя теплоизоляция и защита от ветра: солнечные панели также обеспечивают теплоизоляцию зимой, уменьшая потери тепла и улучшая условия содержания скота в зимний период.

• Снижение теплового стресса: солнечные панели обеспечивают тень для скота, снижая тепловой стресс и способствуя созданию более здоровой среды для размножения.

▶ Настраиваемая и быстрая сборка

• Изделие имеет модульную конструкцию, при этом перед отгрузкой выполняется обширная предварительная сборка. Монтаж на месте не требует резки или сверления, только болтовых соединений, что значительно сокращает срок строительства. Оно также может гибко адаптироваться к индивидуальным потребностям заказчиков в отношении различных пролетов, количества парковочных мест и конструктивных форм, отвечая требованиям проекта «один план, один дизайн».

▶ Оптимизация условий посадки (сценарии посадки)

• Регулирование солнечного света: контролируя расстояние между солнечными панелями (увеличивая его до более чем 4 метров, достигая светопропускания 30–70%), можно обеспечить подходящие условия освещения для культур с различными потребностями в свете. В проектах по выращиванию чая на солнечных батареях солнечные панели уменьшают прямое солнечное излучение летом, а в сочетании с предпочтением чайных деревьев к рассеянному свету улучшают качество чая и одновременно вырабатывают электроэнергию.

• Защита урожая: Солнечные панели могут защитить урожай от града, заморозков, засухи и перегрева, стабилизируя урожайность.

• Значительный эффект экономии воды: затеняющий эффект солнечных панелей снижает испарение влаги из почвы, что позволяет сэкономить примерно 20% воды для орошения.

▶ Эффективное использование земель

• Двойное использование земли: Достижение трехмерной модели землепользования «выработка электроэнергии на крыше, посадка растений/выращивание скота под крышей», что значительно повышает общую эффективность использования площади земли. Например, животноводческий комплекс в городе Хели, сочетающий животноводство и солнечную энергетику, обеспечивает эффективное трехмерное использование пространства.

• Улучшение коэффициента использования земельных ресурсов: в проекте, сочетающем выращивание чая и использование солнечной энергии, применяется крупномасштабная, высоконадежная, однорядная компоновка элементов, позволяющая максимально эффективно использовать площадь чайных плантаций и обеспечить экологически устойчивое развитие. Гибкая система опор также позволяет увеличить коэффициент использования земель более чем на 30%.

▶Содействие развитию циклического сельского хозяйства

• В сценарии, где животноводство и солнечная энергетика дополняют друг друга, навоз от скота, выращенного под фотоэлектрическими панелями, после ферментации может использоваться в качестве органического удобрения для окружающих сельскохозяйственных угодий, что снижает использование химических удобрений и формирует замкнутую цепочку в сельском хозяйстве: «производство фотоэлектрической энергии — специализированное животноводство — экологическое земледелие».

Параметры

Установка	Земля
Фундамент	Винтовая свая / Бетон
Ветровая нагрузка	до 60 м/с
Снеговая нагрузка	1,4 кН/м²
Высота зазора	2,5–5,5 метров
Тип рамы	Тип с фиксированным наклоном / Тип с регулируемым наклоном / Гибкая рама / Следящая рама
Стандарты	GB50009-2012, EN1990:2002, ASCE7-05, AS/NZS1170, JIS C8955:2017, GB50429-2007
Материал	Анодированный алюминий AL6005-T5, нержавеющая сталь SUS304
Гарантия	Гарантия 10 лет

 

Применимые сценарии

▶ Фотоэлектрические системы + сценарии озеленения

Системы поддержки сельскохозяйственных фотоэлектрических (ФЭ) установок успешно применяются в различных сценариях посадки:

 

• Взаимодополняющая система Tea-PV: В уезде Мэнхай, Сишуанбаньна, провинция Юньнань, применяется модель «выработка электроэнергии на панелях, выращивание чая под ними». Сочетая особенности чайных деревьев — их предпочтение тени, влажности и рассеянного света — инновационный подход с использованием больших расстояний между растениями, высоких опор и однорядной модульной компоновки улучшает качество чая, одновременно вырабатывая электроэнергию, эффективно обеспечивая «двойное использование земли».

 

• Система взаимодополняющих лекарственных трав и поливитаминов: В уезде Нинмин провинции Гуанси применяется трехмерная модель смешанного земледелия «фотоэлектрический проект + предприятие + традиционная китайская медицина». Под фотоэлектрическими панелями площадью более 1300 му выращивают персик сорта «пятипальцевый», урожайность достигает 1000 кг с му, а прибыль составляет более 10 000 юаней. При этом осуществляется выработка электроэнергии на панелях и посадка лекарственных трав под ними. В уезде Сифэн провинции Гуйчжоу также изучается новая модель «выработка электроэнергии на панелях, посадка лекарственных трав под ними», планируется посадка спаржи и других традиционных китайских лекарственных растений под фотоэлектрическими панелями площадью более 2000 му.

 

• Взаимодополняющий проект по использованию фотоэлектрических панелей из апельсинов и фруктов: В уезде Синьпин, Юйси, провинция Юньнань, был создан демонстрационный проект по «дополнительной фотоэлектрической энергии для апельсинов», объединяющий сельское хозяйство, лесное хозяйство и фруктовые сады. Гибкие опоры для фотоэлектрических панелей от компании Jusheng Technology также установлены над садами, обеспечивая достаточно солнечного света и пространства для роста растений.

 

• Традиционная посадка: На бесплодных горах или склонах применяется модель с высокими опорами и широким расстоянием между ними. Опоры фотоэлектрических панелей поднимаются на высоту 2,5 метра над землей с фиксированным углом наклона 27 градусов, что обеспечивает «сегментированное» использование солнечного света. Под панелями высаживаются высокоэффективные лекарственные травы и высокопродуктивные сельскохозяйственные культуры.

 

▶ Сценарии развития животноводства с использованием фотоэлектрических систем (дополнительный проект по использованию фотоэлектрических систем в животноводстве)

 

• Животноводство (крупный рогатый скот и овцы): В уезде Шанъи провинции Хэбэй реализуется комплексный проект по использованию фотоэлектрических панелей мощностью 400 МВт для животноводства, в котором применяются монокристаллические кремниевые двусторонние фотоэлектрические модули. Модули установлены на бетонных трубчатых опорах, что обеспечивает высокую несущую способность и устойчивость к трению и столкновениям с животными. В комплексном проекте по использованию фотоэлектрических панелей для животноводства в городе Синьхуа фотоэлектрические панели снижают температуру в овчарне на 3-5 градусов Цельсия летом, создавая благоприятные условия для роста овец.

 

• Птицеводство: В районе разведения скота с использованием солнечной энергии в городе Хели, уезд Гаотай, куры и гуси свободного выгула выращиваются под фотоэлектрическими панелями. Фотоэлектрические панели обеспечивают естественную «тень» и подходящий микроклимат для птицы. На фотоэлектрической электростанции Хуамачи компании Fugu Energy Dingbian New Energy Company фотоэлектрические панели не только вырабатывают электроэнергию, но и обеспечивают естественное укрытие для скота, создавая тень летом и защиту от ветра зимой, что способствует более здоровому росту кур и овец.

 

• Рыбье-солнечное дополнение: В дельте реки Чжуцзян и озерных районах Центрального Китая гибкие системы поддержки фотоэлектрических систем используют конструкцию с большим пролетом, что позволяет сократить количество свайных фундаментов и значительно минимизировать помехи для рыбоводства в прудах. Научно рассчитанное расстояние между рядами обеспечивает достаточное количество подводного солнечного света, достигая идеальной интеграции фотоэлектрической генерации и высокотехнологичного рыбоводства.

 

 

Важные примечания:

▶ Вопросы, касающиеся этапа проектирования.

• Обследование потребностей сельскохозяйственных культур и животноводства в освещении: Необходимо провести тщательное исследование потребностей выращиваемых культур в освещении. В некоторых проектах, сочетающих сельское хозяйство и фотоэлектрическую энергетику, наблюдалось снижение урожайности или явление «избыточного освещения» из-за ограничений в технологиях, таких как стационарные опоры. Расстояние между компонентами и угол их наклона следует регулировать в зависимости от степени освещенности культуры, чтобы избежать чрезмерного затенения.

 

• Совместимость с сельскохозяйственной механизацией: Если на посевной площадке планируется использование крупной сельскохозяйственной техники, то самая нижняя точка опорной рамы должна быть спроектирована на высоте не менее 4-5 метров над землей, а для предотвращения столкновений с техникой следует установить антивибрационные опоры.

 

• Предоставление помещений для животноводческой деятельности: В условиях животноводства необходимо обеспечить достаточное пространство для передвижения скота и осмотра персоналом. Расстояние между опорными колоннами должно соответствовать требованиям к проходу животных.

 

• Предварительные геологические исследования: Выбор подходящего типа фундамента должен зависеть от типа грунта: фундаменты из мягких грунтов требуют тщательной оценки, а винтовые сваи могут использоваться для повышения эффективности строительства в условиях вечной мерзлоты/скальных пород.

 

• Необходимо в полной мере учитывать климатические условия: В районах, подверженных тайфунам, необходимо повысить ветроустойчивость конструкций (вантовые сетчатые конструкции должны проходить испытания в аэродинамической трубе); в высокогорных и холодных регионах требуется расчет снеговой нагрузки.

 

▶ Меры предосторожности на этапе установки

• Качество строительства фундамента: Опорное основание должно быть прочным, обладать достаточной устойчивостью к выдергиванию, а отклонения при монтаже должны контролироваться в пределах ±5 мм.

 

• Контроль точности монтажа: Угол между горизонтальной и вертикальной плоскостями должен соответствовать расчетному углу наклона, при этом погрешность монтажа не должна превышать ±2°.

 

• Технические характеристики крепежных элементов: В местах соединения опорных элементов необходимо использовать соответствующие стандартные детали, а момент затяжки должен соответствовать техническим требованиям. Строго запрещено уменьшать количество болтов, плоских шайб и пружинных шайб.

 

• Защита от коррозии: Срезы стальных профилей следует обрабатывать антикоррозионными средствами, сварные швы необходимо шлифовать до гладкости, а места соединения должны быть свободны от заусенцев.

 

 

Краткое содержание

Системы поддержки сельскохозяйственных фотоэлектрических (ФЭ) установок являются основной инфраструктурой для взаимодополняющих моделей агрофотоэлектрического и пастбищно-фотоэлектрического земледелия. Они巧妙地 интегрируют выработку фотоэлектрической энергии с сельскохозяйственным производством, создавая инновационную модель землепользования, при которой «выработка энергии осуществляется на панелях, а посадка/выращивание скота происходит под ними».

 

С технической точки зрения, система предлагает гибкие варианты конфигурации, основанные на конкретных сценариях применения: в сценариях посадки такие конструкции, как высокие опоры (≥2,5 метра), большое расстояние между растениями (6-20 метров) и регулируемая светопропускаемость (30%-70%), создают подходящее освещение и пространство для роста культур под ними; в сценариях животноводства фотоэлектрические панели сочетают выработку электроэнергии с затенением, охлаждением, защитой от ветра и теплоизоляцией, эффективно снижая температуру в помещении для скота на 3-5°C летом и экономя примерно 30% на затратах на электроэнергию для животноводческих ферм.

 

С экономической точки зрения, система обеспечивает двойную выгоду: «увеличение дохода от производства электроэнергии + увеличение сельскохозяйственной продукции». Взяв в качестве примера сельскохозяйственную фотоэлектрическую электростанцию ​​мощностью 400 МВт, можно показать, что годовая выработка электроэнергии может достигать сотен миллионов киловатт-часов, а также производить десятки миллионов киловатт-часов экологически чистой электроэнергии. Кроме того, её можно использовать для смешанных посевов с лекарственными травами, чаем, фруктами и другими товарными культурами, увеличивая доходы окружающих фермеров и формируя устойчивую цепочку замкнутой экономики.

 

С точки зрения политики, эта система активно реагирует на национальную стратегию «двойного углеродного баланса» и политику возрождения сельских районов, адаптируясь к политической среде «комплексного землепользования» и «сокращения выбросов углерода в сельском хозяйстве». По мере развития фотоэлектрической отрасли в целом в направлении диверсификации сценариев и экологически чистых решений, сфера применения систем поддержки сельскохозяйственной фотоэлектрической энергетики будет продолжать расширяться.

 

Справочная информация по проекту Solar First

• 
• 
•  

 

 

Дополнительные сведения