[发明专利]一种高效农光互补现代生态农业系统

说明书

本发明属于高效光伏生态农业领域。本发明公开一种高效农光互补现代生态农业系统，该系统由若干光伏农业单元组成，每个光伏农业单元包括光伏组串、光伏组件、阴生(耐阴)作(植)物、中性作(植)物、农业空间、地面种植区、支架系统与运维通道。其特征为：光伏组件串并联后组成光伏组串吸收太阳光能发电，光伏组串与地面形成农业空间，其前端和后端分别为阴生(耐阴)与中性作(植)物区，栽培相应光生态型作(植)物，栽培方法为地面或者器皿种植。支架系统前端和后端为运维通道，集中布设集水、排水与灌溉管路。本发明可以使光能、土地与作物最优化匹配，实现能源和资源最大化利用，结构合理、经济适用、产出率高。

技术领域

本发明涉及现代生态农业，更具体涉及光伏生态农业，可广泛应用于当 代生态农业、循环农业与低碳农业建设。

背景技术

生态农业(ECO，Eco-agriculture)是按照生态学原理和生态经济规律， 因地制宜地设计、组装、调整和管理农业生产和农村经济的系统工程体系。伴 随着石油农业的高效产出，是化肥农药的高投入，土壤侵蚀、化肥农药污染、 能源危机、食品安全等问题也逐渐浮现出来。生态农业作为当今世界农业发展 的新潮流，已受到世界的青睐，也已经成为我国农业转变发展方式的必由之路。

2006年，农业部选择100个县1000个村开展百县千村“生态家园富民试 点村”建设，农业部筛选出了十大生态农业系统：北方“四位一体”生态系统；南 方“猪-沼-果”生态系统；平原农林牧复合生态系统；草地生态恢复与持续利用生 态系统；生态种植系统；生态畜牧业生产系统；生态渔业系统；丘陵山区小流 域综合治理系统；设施生态农业系统；休闲生态农业系统。以上生态农业系统 主要功能仍是以农产品生产为主，能源转化效率低，土地产出率较低，经济效 益不显著。

近年来，随着政府重视和大力推广，我国光伏电站的建设总量快速增长。 国家能源局数据显示，截至2015年底，全国光伏累计装机量约43GW，86％是 位于西部的集中式大型光伏地面电站。由于当地消纳能力有限、外输通道建设 滞后，我国西北地区出现了较为严重的弃光问题。《2015年-2016年中国光伏产 业年度报告》中记载，2015年，我国全年累计弃光电量为46.5亿千瓦时，全部 集中在了西北地区的甘肃、青海、新疆、宁夏四省区，“弃光率”达到了17.08％。 光伏地面电站占有的大量土地或将闲置与撂荒。中东部省份用电需求大，光伏 装机占比较低，可开发利用空间巨大，但是由于用地较大，与农业用地形成矛 盾。

农光互补发电系统，将农业和光伏发展结合起来，为农业种植预留出充 足的生长空间，实现土地的多层次开发利用。目前，光伏发电和农业生产耦合 形成的光伏农业成为了新的生态农业系统。具体形式有：菌菇光伏系统、渔光 互补系统、蔬菜(瓜果)光伏系统、畜禽(牧业)光伏系统、林光系统、药材 光伏系统、生态光伏系统、热电光系统、服(“三产”)光系统休闲观光旅游、水 利光系统。

由于发展较晚，现在光伏农业系统存在以下关键环节急需解决：一是作 (植)物筛选缺乏科学依据，往往是根据经验种植；二是光伏板高度和倾角设 计与作(植)物不匹配，作(植)物难以管理，光伏维护不便。在此背景下， 开发一种基于量化手段的农光互补高效生态农业系统，满足精准光伏农业生态 设计需要，对于推动光伏农业升级转型意义重大。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效农光互补现代生态农业系统，其主要特点 是光伏电站运维与作物耕种收获便利，农作物按光生态型布设，整个系统光能 利用率高、综合产出高。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：

本发明提供的一种高效农光互补现代生态农业系统，所属系统由若干个 光伏农业单元组成，所述光伏农业单元由光伏组串、光伏组件、阴生(耐阴) 作(植)物、中性作(植)物、农业空间、地面种植区、支架系统与运维通道 构成。