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摘要
温室园艺是现代农业的核心标志。到2022年，我国各类温室园艺达到3400多万亩(226.8万hm2)，为保障菜篮子产品均衡供给和农民增收发挥了重要作用& # 039；收入。为了节约资源和保护环境，新型温室————光伏温室越来越受到人们的关注。本文为读者梳理了当前光伏温室的政策和技术动向& # 039；参考。
关键词 光伏温室；产业发展；技术研究
产业政策梳理
2016年之前，在国家金太阳工程光伏扶贫政策的支持下，我国光伏温室产业发展迅速，但同时也经常出现重视光伏，重视农业发电，忽视种植的情况。为规范光伏农业项目用地政策，保障农业生产和种植活动的正常进行，2016年以后，原国土资源部牵头，连续出台 《关于光伏发电用地有关事项的函》 （国土资厅函[2016]1638号）、 《关于支持光伏扶贫和规范光伏发电产业用地的意见》 （国土资规[2022]8号）等政策要求新增使用农用地的光伏发电项目按建设用地管理，光伏扶贫项目光伏方阵应使用永久基本农田以外的农用地，在不破坏农业生产条件的前提下，不改变原有土地性质。2022年，海南省平价菜保供惠民行动专班办公室，发布 《关于加快光伏蔬菜大棚设计方案审查的函》 ，要求对海南省14个入库光伏温室项目进行方案审查，必须确保种菜和发电同等考虑。上述政策的出台，对规范光伏温室项目用地，保障农业生产需求发挥了重要作用。在加强耕地用途管制的背景下，如何真正发展不影响农业种植或少影响农业种植的光伏温室技术，是业界迫切需要解决的问题。
技术研究动态
目前，对光伏温室技术的研究主要集中在光伏组件对温室环境、作物生产的影响以及用于温室的光伏组件的创新。
光伏组件对温室环境影响的研究
虽然光伏组件可以替代传统的覆盖材料，实现温室作物生产和光伏发电的有机结合，但光伏组件的屏蔽会降低温室内的太阳辐射，改变温室小气候环境。刘健等人选取了两种更适合种植的透光规格不同的双玻璃光伏组件在海南搭建温室模型，在阴天、阵雨、大雨、晴天四种天气条件下测量温室模型内的光照强度。结果表明，光伏组件排列为9行4列，透光面积比达到47.2%。在海南的光照条件下，温室内的环境条件基本能满足作物的生长需要。齐等人对比宁夏第二代日光温室，系统研究了光伏日光温室、光伏双膜双网温室、光伏阴阳日光温室冬季环境变化，系统比较了宁夏不同光伏温室冬季和典型天气的内部环境差异，明确了各光伏温室内部环境的越冬特点。结果表明，在典型的晴天、阴天和下雪天，光伏日光温室冬季各月最高温度、光强均显著高于对照与其他光伏温室，二代日光温室最低温度最高、平均湿度最低。光伏双膜双网温室的温度和光照强度最低，湿度最高。下雪天光伏日光温室的温度低于CK，其他典型天气的温度和湿度最高和最低。可见光伏组件对温室环境的影响很大。
如何有效地模拟温室环境，可以减少盲目布局对温室的影响。柯城等人建立了基于环境温度和太阳辐照度逐时变化的光伏温室CFD瞬态模型，研究了光伏组件布局对温室内空气层、土壤层温度和土壤层表面太阳辐照度的影响。研究结果表明，基于010 ~ 59000年农作物的环境需求，50%覆盖率是光伏组件的最佳布置方式。王彪等人应用基于Ecotect的三维光伏温室模型对光伏温室内的光环境进行了模拟和分析，分析了光伏板对光伏温室内阴影面积和太阳辐射分布的影响
舒生等研究了温室覆盖不同光伏组件密度对大白菜生长、光合作用、产量和品质的影响。结果表明，50%光伏板覆盖密度显著抑制大白菜的生长、产量和品质，33%光伏板覆盖密度对大白菜的生长、产量和品质影响较小。吴龙飞等人研究了安装光伏组件对温室微环境和草莓叶片净光合速率的影响。结果表明，从010到59000，光伏温室草莓叶片的日平均净光合速率略高于普通温室。普通温室草莓叶片的光能利用率(LUE)只有光伏温室的26.3%。气温在27~32时，光伏温室更有利于促进草莓生长。Hassanien等人通过在覆盖面积为20%的温室屋顶安装半透明单晶硅玻璃光伏板(STPV)，研究了小气候和覆盖条件下温室生菜的生长。结果表明，STPV与聚乙烯覆盖相结合可降低太阳辐射35% ~ 40%，在生菜光合有效辐射范围内。STPV遮阳可以降低气温1~3，对自然通风条件下的相对湿度没有影响。同时，STPV覆盖显著增加了生菜的鲜重、叶面积和叶绿素含量。
由于光伏组件的覆盖，温室内太阳辐射的均匀性发生变化，不同类型的作物对太阳辐射的要求不同，因此光照分布对作物的影响很大。胡永生等人研究了多晶硅温室(不透明多晶硅光伏板在南部，PC日光板在海湾北部)不同光分布区的茄果类作物(番茄和辣椒)的生长特性和品质特性。结果表明，不同光照分布对番茄尤其是圣女果的生长影响较小，但对杭娇和黄金塔植株的生长影响较大，对番茄和辣椒的品质影响显著。
温室光伏材料的创新
为了尽量减少光伏组件对温室太阳辐射的影响，一些学者开展了光伏材料透光性能的研究。Cossu M等人将一种新型球形微型太阳能电池应用于26.5的温室屋顶，形成半透明模型并进行测试。半透明模型由4800个夹在玻璃中间的球形硅微电池组成。所有微型太阳能电池和金属导体的覆盖率为9.7%。结果表明，与传统的多晶硅组件相比，微太阳能电池的半透明组件的成品率略高。阿勒代斯等人提出了半透明光伏板(染料敏化太阳能电池，DSC)作为温室玻璃的替代品。与目前市场上传统的温室玻璃和温室集成不透明光伏材料相比，具有增强热环境稳定性和提高可食用生物质产量的优点。将其应用于光伏温室系统，可以提高作物产量。
国内光伏组件铺设后，会降低温室大棚内空气层和土壤层的温度，铺设越多，影响越大。。
具有不同光伏模块安装比率的光转换光伏模块
昆明地区光伏温室内太阳辐射日均值相比普通温室降低了47.3%，光合有效辐射降低了68%，
光伏温室的目的是实现光伏发电和农作物生产并行，魏晓明团队研发了具有转光性能的温室专用光伏组件，将转光材料与光伏组件有机结合，实现通过增强透过的光合有效辐射，来弥补由于安装光伏组件带来的遮光影响，保障作物生产。总结。一是加强理论分析，探索光伏温室对作物生产的影响机理，提出基于作物需求的光伏温室精确设计方法；二是加强产品开发，根据农业大棚的特点，开发适合大棚使用的光伏材料；三是推广应用新技术，加快包括钙钛矿在内的新型高效半透明太阳能电池组件在温室大棚中的应用。从而真正探索出一种可盈利、可复制的光伏温室技术模式，促进行业的可持续发展。
在当前提高土地单位面积产出率、实现低碳节能的大背景下，是温室新能源利用和节能设计的热点
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