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详述光伏农业大棚的建设要点以及效益分析


光伏农业大棚是集太阳能光伏发电、智能温控系统、现代高科技种植为一体的温室大棚,大棚采用钢制骨架,上覆盖太阳能光伏组件,同时保证太阳能光伏发电和整个温室大棚农作物的采光需求。太阳能光伏所发电量,可以支持大棚的灌溉系统,对植物进行补光、解决温室大棚冬季供暖需求,提高大棚温度,促使农作物快速生长。
其有以下几处优点:
土地利用优势:棚上光伏发电、棚下生态养殖、种植,提高了土地的综合利用率。
节能优势:一部分光伏发电量可就地消纳,减少了输电线路上的损耗。
经济效益优势:可申请农业扶持资金,光伏又可享受可再生能源电价补贴。
就业优势:可为失地农民提供二次就业机会,增加农民收入。
接入优势:国家能源局已将利用光伏农业大棚项目纳入分布式项目管理,执行光伏电站标杆电价,是项目备案和电网接入有利政策。
光伏扶贫优势:国家扶贫办要求各地因地制宜,利用贫困地区荒山荒坡、农业大棚或设施农业等建设光伏电站,直接增加贫困人口收入。
项目选址优势:地面电站用地需求量高,一般只能选址于荒山、荒坡、滩涂等未利用地,地形复杂,地质条件差,电站建设难度大。农光互补项目可利用一般农田,在不改变土地利用性质的前提下,实现光伏电站的建设。
农业大棚的建造形式
光伏农业大棚的建造主要是一体化的薄膜光伏大棚(发电组件与钢骨架柔性连接)、在原有大棚上的专业改造等。大棚发电组件可选用薄膜组件、多晶硅、单晶硅组件。光伏大棚与普通大棚相比,其钢架结构要复杂、造价相对比普通的大棚高。
农业大棚的类型
单栋棚(组件安装于前屋面上,一般种植食用菌等喜阴性植物)
春秋/冬暖棚(组件安装于大棚上方,根据保温性能区分,种植蔬菜、花卉等)
冬暖阴阳棚(组件安装大棚上方,阳棚种植喜光,阴棚种植喜阴植物)
双模双网棚(组件安装于大棚上方,适合种植喜阴作物)
联排棚(组件安装大棚阳坡面,种植对阳光需求一般的中药、茶等作物)
玻璃温室(组件安装于大棚阳坡面,适合种植花卉等,用于示范和育苗)
联栋敞开式(组件安装大棚阳坡面,一般适用于南方气候温暖地区)
架高式农业大棚(组件安装于抬高支架上,受当地土地政策影响)
对于农业设施电站,首先要明确土地性质,土地性质决定了农业棚形。第二是要和投资方进行有效沟通,建议要有农业团队的参加,了解业主的需要。第三,现在的用地越来越紧张,建议先有农业,后有光伏,保证土地的有效利用。
农光互补项目设计特殊性
对光伏组件的选型及排布方式要求
需充分考虑大棚内作物的采光要求,能够满足作物生长所需透光率,同时考虑不同排布形式对棚内光线的影响。
对光伏系统设备要求
光伏组件、接线盒、电缆、桥架、汇流箱等选型需考虑大棚内高湿环境的影响。
组件安装倾角特殊性
大棚应根据日光温室建造规范选择有利于作物生长的前屋面倾角,如果组件安装于前屋面上兼做大棚的棚顶,倾角设计要综合考虑大棚用钢量、棚内温度、湿度以及发电量等因素,经技术经济比较后确定。
总平面布置设计特殊性
总平面布置时除了考虑发电工艺合理需求外,还应关注合理布置农业生产工艺流程、关注实现观光、旅游、示范功能,在功能区划分、道路规划、人流、物流组织等方面进行统筹考虑。
农光互补项目农业附属设施设计
喷灌及滴灌系统设计
湿度调节及通风系统设计
覆膜及防虫系统设计
照明、采暖及空调系统设计
农业光伏设施设计中要注意和农业设施结合,建议不要再进行二次施工和设计,这会涉及一些滴管、通风、捉虫、照明采暖的设备设施。
光伏大棚的发电
1. 发电量光伏大棚一般一亩地布置一个光伏大棚,面积约为:60m*8.5m,每个大棚大致可以布置60kW,根据威海的太阳能资源情况,年满发小时数约1274小时,以20MW的安装容量为例,年均发电量约为2548万kWh,25年总发电量为63700万kWh。
2. 电价及补贴光伏大棚所发电量消纳有两种方式:
一是:小规模的分布式光伏电站(如6MW以下),采用自发自用余电上网的方式,所发电力按电网销售电价销售给农业大棚的使用者或者其他用户,剩余并入电网,可以获得全电量为0.42元/W的补贴;
二是:是规模较大,直接并入电网,上网电价按照“鲁价格一发〔2013〕119号文件,2013-2015年并网发电的【光伏电站】上网电价确定为每千瓦时1.2元(含税,下同)”计算。
可以申请国家光伏建筑一体化补贴,农业项目也可申请相关农业项目补贴、财政补贴等,如山东省农业厅、财政厅"菜篮子"产品生产果菜项目。另外,如果分布式项目不大于20MW,可按照当地光伏标杆电价上网,且备案可进入分布式光伏规模控制指标。
发电效益分析
以一个20MW的光伏项目为例,光伏大棚的建设内容包含:
光伏系统的建设安装费用、项目土地费用、农业大棚本体的建造费用、接入系统费用,合计约12470元/kW。
测算参数设置:考虑土地租赁费用:每年1200元/亩;电价为1.2元/kWh;项目动态总投资为24941.02万元,销售税金及附加总额为1160.32万元,缴纳增值税总额为13328.02万元。
采用以上参数,测算结果如下:建成大棚后出租,假定出租收入为每年1200元/亩,项目融资前税前内部收益率为8.93%,资本金税后内部收益率为10.70%。投资回收期为10.11年。建成大棚后不出租,项目融资前税前内部收益率为8.55%,资本金税后内部收益率为9.43%,投资回收期为10.39年。项目发电如果可以全部并网消纳,企业在缴纳光伏大棚土地费用后,仍可以保持大于8%的内部收益率。

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