[發明專利]一種高效農光互補現代生態農業系統

在審

• 申請號: 201810140218.5
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN109150066A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 王飛;宋成軍;石祖梁;孫仁華;贠超;黨鉀滔
• 申請（專利權）人: 農業部農業生態與資源保護總站
• 主分類號: H02S10/00
• 分類號: H02S10/00;H02S20/30;A01G31/02;A01G22/00;A01G25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于高效光伏生態農業領域。本發明公開一種高效農光互補現代生態農業系統，該系統由若干光伏農業單元組成，每個光伏農業單元包括光伏組串、光伏組件、陰生(耐陰)作(植)物、中性作(植)物、農業空間、地面種植區、支架系統與運維通道。其特征為：光伏組件串并聯后組成光伏組串吸收太陽光能發電，光伏組串與地面形成農業空間，其前端和后端分別為陰生(耐陰)與中性作(植)物區，栽培相應光生態型作(植)物，栽培方法為地面或者器皿種植。支架系統前端和后端為運維通道，集中布設集水、排水與灌溉管路。本發明可以使光能、土地與作物最優化匹配，實現能源和資源最大化利用，結構合理、經濟適用、產出率高。

技術領域

本發明涉及現代生態農業，更具體涉及光伏生態農業，可廣泛應用于當 代生態農業、循環農業與低碳農業建設。

背景技術

生態農業(ECO，Eco-agriculture)是按照生態學原理和生態經濟規律， 因地制宜地設計、組裝、調整和管理農業生產和農村經濟的系統工程體系。伴 隨著石油農業的高效產出，是化肥農藥的高投入，土壤侵蝕、化肥農藥污染、 能源危機、食品安全等問題也逐漸浮現出來。生態農業作為當今世界農業發展 的新潮流，已受到世界的青睞，也已經成為我國農業轉變發展方式的必由之路。

2006年，農業部選擇100個縣1000個村開展百縣千村“生態家園富民試 點村”建設，農業部篩選出了十大生態農業系統：北方“四位一體”生態系統；南 方“豬-沼-果”生態系統；平原農林牧復合生態系統；草地生態恢復與持續利用生 態系統；生態種植系統；生態畜牧業生產系統；生態漁業系統；丘陵山區小流 域綜合治理系統；設施生態農業系統；休閑生態農業系統。以上生態農業系統 主要功能仍是以農產品生產為主，能源轉化效率低，土地產出率較低，經濟效 益不顯著。

近年來，隨著政府重視和大力推廣，我國光伏電站的建設總量快速增長。 國家能源局數據顯示，截至2015年底，全國光伏累計裝機量約43GW，86％是 位于西部的集中式大型光伏地面電站。由于當地消納能力有限、外輸通道建設 滯后，我國西北地區出現了較為嚴重的棄光問題。《2015年-2016年中國光伏產 業年度報告》中記載，2015年，我國全年累計棄光電量為46.5億千瓦時，全部 集中在了西北地區的甘肅、青海、新疆、寧夏四省區，“棄光率”達到了17.08％。 光伏地面電站占有的大量土地或將閑置與撂荒。中東部省份用電需求大，光伏 裝機占比較低，可開發利用空間巨大，但是由于用地較大，與農業用地形成矛 盾。

農光互補發電系統，將農業和光伏發展結合起來，為農業種植預留出充 足的生長空間，實現土地的多層次開發利用。目前，光伏發電和農業生產耦合 形成的光伏農業成為了新的生態農業系統。具體形式有：菌菇光伏系統、漁光 互補系統、蔬菜(瓜果)光伏系統、畜禽(牧業)光伏系統、林光系統、藥材 光伏系統、生態光伏系統、熱電光系統、服(“三產”)光系統休閑觀光旅游、水 利光系統。

由于發展較晚，現在光伏農業系統存在以下關鍵環節急需解決：一是作 (植)物篩選缺乏科學依據，往往是根據經驗種植；二是光伏板高度和傾角設 計與作(植)物不匹配，作(植)物難以管理，光伏維護不便。在此背景下， 開發一種基于量化手段的農光互補高效生態農業系統，滿足精準光伏農業生態 設計需要，對于推動光伏農業升級轉型意義重大。

發明內容

本發明的目的是提供一種高效農光互補現代生態農業系統，其主要特點 是光伏電站運維與作物耕種收獲便利，農作物按光生態型布設，整個系統光能 利用率高、綜合產出高。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案來實現：

本發明提供的一種高效農光互補現代生態農業系統，所屬系統由若干個 光伏農業單元組成，所述光伏農業單元由光伏組串、光伏組件、陰生(耐陰) 作(植)物、中性作(植)物、農業空間、地面種植區、支架系統與運維通道 構成。