范士建

（濟南市長清區(qū)文昌街道辦事處農機站，山東 濟南 250300）

農業(yè)經濟的轉型，是人們應對環(huán)境問題的必然選擇。發(fā)展光伏農業(yè)，是我國新時期推動現(xiàn)代化農業(yè)產業(yè)體系建設的重要舉措。自2015年以來，國家出臺的推進光伏產業(yè)發(fā)展的政策措施已經為光伏技術在農業(yè)領域的應用奠定了基礎。水光互補技術與光伏水泵技術在農業(yè)領域的應用，已經發(fā)揮出推進農業(yè)高效節(jié)水灌溉的作用。

1 光伏設施農業(yè)滴灌技術簡介

光伏農業(yè)是太陽能發(fā)電技術與農業(yè)生產相結合的產物?；谔柲芄夥寗拥牡喂嘞到y(tǒng)有助于節(jié)能節(jié)水一體化灌溉體系的構建。太陽能光伏技術、蓄電技術、整流逆變技術和新型電機技術是光伏設施農業(yè)滴灌技術的硬件組成部分［1］。滴灌自動化系統(tǒng)監(jiān)控軟件和灌溉決策軟件使光伏設施農業(yè)滴灌技術發(fā)揮著重要的作用。此外，與之相關的配套設備包括滴灌帶、太陽能控制器、蓄電池（組）等設備。在輸出電源為交流220 V或110 V的情況下，逆變器也需要應用于光伏設施農業(yè)滴灌系統(tǒng)中。圖1為與光伏設施農業(yè)灌溉技術有關的太陽能發(fā)電系統(tǒng)。

圖1 光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)

2 光伏設施農業(yè)滴灌技術發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)光伏設施農業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，我國光伏農業(yè)電站的裝機容量呈現(xiàn)不斷提升的趨勢。例如，2009年我國光伏農業(yè)電站的裝機容量尚未超過1 MW，2014年我國光伏農業(yè)電站的裝機容量已經達到1 182 MW。根據(jù)一些學者的統(tǒng)計，在2019年以前，我國農業(yè)光伏電站年裝機容量預計達到3 260 MW，累計裝機容量預計達到12 416 MW。荷蘭、以色列、美國和日本等國已經實現(xiàn)了播種、育苗、定植、管理等各個環(huán)節(jié)的機械化與自動化，先進化的設施農業(yè)裝備技術讓滴灌技術的運行效率有所提升。

3 光伏設施農業(yè)滴灌技術的優(yōu)勢

3.1 有助于緩解人地矛盾，推動社會經濟可持續(xù)發(fā)展

光伏設施農業(yè)滴灌的設備組件多安裝于農業(yè)大棚的棚頂。這一技術的應用，并不會讓土地的使用性質發(fā)生改變。故而在農業(yè)生產領域，光伏設施農業(yè)可以發(fā)揮出節(jié)約土地資源的作用。光伏設施農業(yè)滴灌技術的應用，也有助于現(xiàn)代農業(yè)項目的開展，也可以為第一二三產業(yè)的融合發(fā)展提供保障。

3.2 有助于構建不同農作物的生長環(huán)境

光伏設施農業(yè)滴灌技術的應用，有助于構建不同農作物的生長環(huán)境。應用于溫室及大棚的太陽能電池板可以滿足不同作物的采光需求。在有機農產品、名貴苗木品種等高附加值作物的種植過程中，基于光伏設施的農業(yè)滴灌技術可以為農作物的反季種植與精品種植提供保障。

3.3 有助于滿足農業(yè)用電需求

光伏技術與農業(yè)滴灌技術的結合，可以讓農業(yè)大棚的電力需求得到充分滿足。電力并網(wǎng)體系的建構，也可以讓農戶將多余的電能資源銷售給電網(wǎng)公司，進而發(fā)揮出增加農民收入的作用。

3.4 有助于構建綠色農業(yè)生產的新路徑

同傳統(tǒng)農業(yè)技術相比，光伏農業(yè)生產技術具有注重科技要素投入、注重經營管理與注重勞動者素質提升的特點。光伏設施農業(yè)滴灌技術在農業(yè)生產領域的應用，可以為農業(yè)經濟的科技化發(fā)展與產業(yè)化發(fā)展提供保障，進而在推動綠色農業(yè)發(fā)展的基礎上拓展農民的增收途徑。

4 光伏設施農業(yè)滴灌技術的缺點

4.1 造價過高

在光伏設施農業(yè)滴灌技術應用于農業(yè)生產以后，農戶不僅需要安裝光伏大棚，而且需要配置與之相關的自動控制裝置與滴灌裝置。一些研究結果顯示，光伏大棚的安裝成本約為160萬元，自動化滴灌控制設備的安裝成本在40萬元左右。在經濟條件有限的情況下，農戶往往難以承擔高昂的安裝費用。

4.2 光伏設施農業(yè)滴管裝置建設標準不完善

現(xiàn)階段，我國農業(yè)領域應用的光伏設施農業(yè)滴灌裝置多為各個地區(qū)依據(jù)本地標準自行建造的裝備。為滿足自己的建造需求，一些地區(qū)會對光伏設施大棚進行改造。改造工作的實施，會讓不同地區(qū)使用的光伏設施滴灌裝置存在一定的差距，這種差異性會給光伏技術的實際應用效果帶來不利影響。

4.3 管道堵塞問題

滴灌設備的出水孔洞相對較小，在灌溉用水雜質過多及滴灌時間過長的情況下，滴灌設備可能出現(xiàn)管道淤塞問題。管道堵塞問題會嚴重影響滴灌作業(yè)的工作效率。根據(jù)滴灌設備生產技術現(xiàn)狀，在管道堵塞問題產生以后，用戶只能通過更換滴灌管道的方式解決這一故障。這一故障解決措施會讓光伏設施農業(yè)滴灌技術的應用成本有所增加。

4.4 植物根系過淺問題

在植物的生長過程中，在水分條件相對有限的情況下，植物根系會主動尋找水源。滴灌方式長期應用于農業(yè)生產以后，土層較淺的位置始終處于濕潤狀態(tài)，作物根系也會在淺層土層中生長。

5 光伏農業(yè)滴灌技術的經濟效益

就農業(yè)生產的長遠發(fā)展而言，光伏農業(yè)滴灌技術可以為農業(yè)經濟的可持續(xù)發(fā)展提供保障。這一技術應用的經濟效益主要表現(xiàn)在以下方面：①提升作物的品質；②縮短農作物的生長周期［2］。通過對傳統(tǒng)農業(yè)灌溉方式與光伏設施農業(yè)滴灌技術進行對比發(fā)現(xiàn)，前者存在資源利用效率低的問題，在灌溉時機選擇不當?shù)那闆r下，這一灌溉方式會給農作物的正常生長帶來不利的影響；后者可以借助計算機技術實現(xiàn)自動化灌溉，并在構建智能化灌溉體系的同時節(jié)省人力資源。光伏農業(yè)滴灌技術以局部灌溉為主，在灌溉過程中農戶可以同步進行其他農事作業(yè)，故而這一技術也有助于田間管理效率的提升。可以說，光伏農業(yè)滴灌技術雖然需要了投入大量的財力，但是整體生產成本有所下降。隨著這一技術的不斷發(fā)展，與之相關的外部環(huán)境自動識別體系也會得到不斷完善。

6 結語

光伏設施農業(yè)滴灌技術對農業(yè)產業(yè)的發(fā)展進步有著積極的促進作用，其在農業(yè)領域具有較大的發(fā)展空間。加強光伏農業(yè)技術的研究，可以為現(xiàn)代化農業(yè)產業(yè)體系的構建提供保障。