劉 建，王寶龍，孫芳媛，陳旖旎，吳徐勇（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)計與智能建造重點實驗室/海南大學(xué)園藝學(xué)院，?？?570228）

2020年中國提出“碳達(dá)峰，碳中和”以來，農(nóng)光互補(bǔ)再度成為行業(yè)熱點，從科技、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等角度分析，光伏蔬菜大棚是農(nóng)光互補(bǔ)的最佳表現(xiàn)形式之一，是履行社會責(zé)任，優(yōu)化資源配置的必然選擇。海南省省委、省政府《關(guān)于做好2022年全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興重點工作的實施意見》提出的底線任務(wù)中，就包含新建2萬畝（1334 hm2）農(nóng)光互補(bǔ)蔬菜大棚，裝機(jī)容量可達(dá)200萬kW以上，這對當(dāng)?shù)毓夥笈锇l(fā)展是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。如何最大程度釋放政策紅利，發(fā)揮農(nóng)光互補(bǔ)蔬菜大棚項目的引領(lǐng)示范作用，確保光伏蔬菜大棚姓“農(nóng)”不姓“光”，避免陷入重光輕農(nóng)、甚至棄農(nóng)的老路，是行業(yè)亟需解決的問題。

相關(guān)政策依據(jù)

中華人民共和國國土資源部（現(xiàn)自然資源部）、國務(wù)院扶貧開發(fā)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室（現(xiàn)國家鄉(xiāng)村振興局）、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于支持光伏扶貧和規(guī)范光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)用地的意見》（國土資規(guī)〔2017〕8號），明確了使用農(nóng)用地建設(shè)光伏項目的用地政策，利用農(nóng)用地復(fù)合建設(shè)的光伏發(fā)電項目，在保障農(nóng)用地可持續(xù)利用的前提下，可以不改變原土地利用性質(zhì)，但需避免對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成影響。

海南省自然資源和規(guī)劃廳、海南省發(fā)展和改革委員會、海南省扶貧工作辦公室（現(xiàn)海南省鄉(xiāng)村振興局）聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步保障和規(guī)范光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)項目用地管理的通知》（瓊自然資規(guī)〔2020〕2號），要求新建農(nóng)光互補(bǔ)項目光伏方陣組件最低沿高于地面2.0 m，樁基列間距不小于3.5 m，行間距不小于2.5 m。2022年海南省平價菜保供惠民行動專班出臺《示范性光伏蔬菜大棚技術(shù)規(guī)范規(guī)程》，規(guī)定大棚橫梁高度不低于2.5 m，并為棚內(nèi)蔬菜種植提出六項基本功能、兩項示范功能與四項技術(shù)參數(shù)（簡稱“624”規(guī)范），規(guī)程加高了支架的高度、明確了海南光伏蔬菜大棚的各項設(shè)計指標(biāo)，為實現(xiàn)棚內(nèi)種植功能的提供了更好的保障。

光伏蔬菜大棚產(chǎn)業(yè)合作模式

設(shè)計階段

傳統(tǒng)光伏地面電站的設(shè)計內(nèi)容包含光伏支架設(shè)計、光伏組件安裝、升壓站設(shè)計等模塊，光伏企業(yè)委托具有資質(zhì)的電力勘察設(shè)計院進(jìn)行設(shè)計。農(nóng)光互補(bǔ)類項目涉及農(nóng)業(yè)板塊的種植運營，需要聯(lián)合農(nóng)業(yè)技術(shù)單位一同參與設(shè)計，以確保光伏蔬菜大棚建成后可達(dá)到采光、通風(fēng)、防雨、防蟲等基礎(chǔ)種植條件，適宜機(jī)械化操作以及能低成本運營等。

建造與運營階段

光伏企業(yè)作為項目業(yè)主以租賃方式取得用地，設(shè)計方案批復(fù)后，建設(shè)光伏蔬菜大棚并簽約蔬菜產(chǎn)能協(xié)議（又稱產(chǎn)能保證書）。運營階段光伏企業(yè)將蔬菜大棚有償或無償提供給農(nóng)業(yè)公司使用，農(nóng)業(yè)公司負(fù)擔(dān)種植過程的設(shè)備維護(hù)及水電能耗費用，并作為蔬菜產(chǎn)能協(xié)議的實際履約人，代光伏企業(yè)履行產(chǎn)量承諾。

一般情況下，光伏企業(yè)對于農(nóng)業(yè)方面無技術(shù)實力和人員保障，與農(nóng)業(yè)公司合作經(jīng)營，是當(dāng)前業(yè)態(tài)下最佳解決路徑。農(nóng)業(yè)公司在入駐農(nóng)光互補(bǔ)基地前會評估光伏蔬菜大棚及配套設(shè)施的適用性，產(chǎn)量目標(biāo)的可實現(xiàn)性及經(jīng)營成本。選址科學(xué)，規(guī)劃合理，功能齊全，設(shè)施完備且具有一定規(guī)模的農(nóng)光互補(bǔ)基地通?？晌郊夹g(shù)實力雄厚、經(jīng)驗豐富的農(nóng)業(yè)公司入駐。

熱區(qū)光伏蔬菜大棚結(jié)構(gòu)形式實踐與創(chuàng)新

依據(jù)地理位置、全年太陽輻射分布、直接輻射與散射輻射比例、負(fù)載供電要求和特定場地等條件選定光伏陣列傾角，一般為系統(tǒng)全年發(fā)電量最大時的傾角，海南地區(qū)推薦10～16°（同等條件下，盡可能選擇較大角度，有利于散射光進(jìn)入大棚內(nèi)部）。陣列傾角（即大棚南坡屋面角）確定后，根據(jù)前后排光伏支架不出現(xiàn)陰影遮擋的原則來確定前后支架合理間距，并在此基礎(chǔ)上，考慮大棚內(nèi)作物采光，進(jìn)一步優(yōu)化確定大棚的幾何尺寸。

以?？谑校ū本?0°02′）為例，選取540Wp型晶體硅光伏組件（簡稱540組件），組件尺寸為2256×1133 mm，2行布置，拼縫寬度20 mm，則光伏組件的斜面長度4532 mm。當(dāng)光伏組件傾角取12°，則冬至日9:00～15:00不被遮擋的支架最小安裝間距為5620 mm[1]。考慮直射光與散射光進(jìn)光量滿足作物采光需求，在所選光伏組件尺寸及布置方式的前提下，結(jié)合海南常年蔬菜（以葉類菜為主）種植要求，確定大棚的跨度、開間和高度。其中，大棚跨度主要為支架的間距。在滿足發(fā)電要求間距的基礎(chǔ)上，將光伏支架最小安裝間距定為6500 mm，即溫室跨度6.5 m，間距擴(kuò)大可進(jìn)一步提升進(jìn)光量，考慮屋架受力及屋面排水等因素，溫室跨度以6.5～7.5 m為宜。同時，光伏支架榀距4 m，不宜超過4.5 m。此外，為保證農(nóng)事操作空間及棚內(nèi)采光通風(fēng)需要，橫梁最低處（天溝底面）距地面凈高不小于2.5 m（即肩高2.5 m），提升屋架高度可增加組件下部的進(jìn)光量，但海南地區(qū)受臺風(fēng)影響較大，增加高度會較大幅度增大材料的用量，且加大屋面施工、清潔等日常維護(hù)的難度，推薦肩高2.5～3.0 m。

簡易型光伏蔬菜大棚

簡易型光伏蔬菜大棚是在原有光伏支架升高以后，增加防雨、防蟲等大棚設(shè)施形成簡易大棚，因其不改變光伏支架的結(jié)構(gòu)形式，更容易被光伏企業(yè)接受而廣泛采用。目前較為常見單支柱支架結(jié)構(gòu)和雙支柱支架結(jié)構(gòu)。雙支柱結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，受力優(yōu)，但基礎(chǔ)的數(shù)量較多；單支柱布置靈活，對非平整地形適應(yīng)性強(qiáng)，施工便捷，有利于降低施工誤差，保障安裝質(zhì)量，節(jié)約工期[2]。一般根據(jù)地勘及荷載條件綜合比選確定最終的支架結(jié)構(gòu)。

簡易型光伏蔬菜大棚的設(shè)計思路可概述為傳統(tǒng)光伏支架升高，支架之間架設(shè)鋼結(jié)構(gòu)，屋頂覆蓋薄膜及其他密封處理，四周立面覆蓋防蟲網(wǎng)，滿足農(nóng)業(yè)種植通風(fēng)、防雨、防蟲的基本功能。本文根據(jù)單/雙支柱支架結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性原則，對簡易型光伏蔬菜大棚提出了3種類型設(shè)計方案，分別為天溝型雙柱支架簡易光伏蔬菜大棚、天溝型單柱支架簡易光伏蔬菜大棚、圓拱型單柱支架簡易光伏蔬菜大棚。

天溝型雙柱支架簡易光伏蔬菜大棚

1.大棚主要設(shè)計參數(shù)

（1）大棚型號：WS-GSJY-6.5-1（HD）[3]。

（2）基本尺寸參數(shù)：前后支架跨度6.5 m（3.5 m+3.0 m），橫梁最低處（天溝底面）距地面的凈高不小于2.5 m，支架屋面的坡度（即光伏陣列傾角）根據(jù)項目的具體位置確定，建議在10～16°。

（3）設(shè)計抗風(fēng)等級：不低于項目所在地“30年一遇”值，以?？跒槔?，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009-2012）設(shè)計風(fēng)荷載取值0.66 kN/m2。

（4）光伏組件覆蓋率：按光伏組件投影面積占溫室面積比例，約≤68.2%。

（5）土地利用率：根據(jù)棚內(nèi)可利用空間，參考農(nóng)機(jī)作業(yè)空間進(jìn)行起壟規(guī)劃（圖1a），剔除壟間空隙及立柱兩側(cè)各15 cm不便種植區(qū)，棚內(nèi)土地利用率約79.2%。

（6）適應(yīng)地形條件：此方案可適用于比較復(fù)雜的地形條件，適用范圍較廣。大棚的結(jié)構(gòu)方案與效果圖如圖1所示。

圖1 天溝型雙柱支架簡易光伏蔬菜大棚示意圖

2.主要工程及材料做法

（1）基礎(chǔ)：基礎(chǔ)可根據(jù)項目實際情況選擇適宜類型的樁基礎(chǔ)（鋼螺旋樁或灌注樁），要求30 cm耕作層范圍內(nèi)的基礎(chǔ)直徑或邊長不大于300 mm，減少對耕作影響。

（2）骨架：大棚骨架采用熱鍍鋅鋼材，將薄膜納入整體考慮，按30年一遇風(fēng)荷載進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算，確定骨架尺寸、用鋼量。

（3）光伏組件：光伏組件暫按540組件考慮，單列縱向2排布置，其他規(guī)格應(yīng)重新優(yōu)化設(shè)計。

（4）屋面防水：光伏組件之間的縫隙應(yīng)采用耐候建筑膠密封（泡沫條嵌縫），或其他適宜工程做法，確保不漏水。

（5）屋面覆蓋：支架之間的間隙部位采用具有散射功能的薄膜覆蓋，厚度以0.15 mm為宜，薄膜下布置聚酯托幕線，薄膜及聚酯線均應(yīng)張緊，防止兜水。當(dāng)膜的寬度較大或排水坡度較小時，應(yīng)采用起拱方案（圖4）。

（6）排水：薄膜和光伏組件交接的低處應(yīng)設(shè)置熱鍍鋅板排水天溝，天溝設(shè)置落水管，落水管間距32～40 m為宜，對應(yīng)地面處應(yīng)設(shè)置地面排水管（溝），將雨水排至周邊主排水溝排出。

（7）天溝：天溝采用熱鍍鋅板壓制，工藝要求先壓后鍍，避免出現(xiàn)微裂縫損傷影響結(jié)構(gòu)耐久性。

（8）通風(fēng)：屋頂處應(yīng)按設(shè)計要求預(yù)留通風(fēng)口，通風(fēng)口的凈寬度不小于200 mm，用以排出棚內(nèi)熱空氣，通風(fēng)口兩側(cè)覆蓋應(yīng)交叉，保證豎向雨水不會進(jìn)入大棚內(nèi)部。

（9）立面覆蓋及分區(qū)：四周立面采用防蟲網(wǎng)覆蓋（可采用活動式，方便打開），單體分區(qū)大小可按排水、監(jiān)控或地形等條件確定，面積以5畝（3335 m2）左右為宜。

天溝型單柱支架簡易光伏蔬菜大棚

1.大棚主要設(shè)計參數(shù)

（1）大棚型號：WS-GSJY-6.5-2（HD）[3]。

（2）基本尺寸參數(shù)：前后支架跨度6.5 m（推薦6.5～7.5 m），支架榀距4 m，橫梁最低處（天溝底面）距地面凈高2.5 m，橫梁斜撐的最低點距地面高度2 m，光伏陣列傾角10～16°。

（3）設(shè)計抗風(fēng)等級：不低于項目所在地“30年一遇”值，以?？跒槔磭覙?biāo)準(zhǔn)GB 50009-2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》設(shè)計風(fēng)荷載取值0.66 kN/m2。

（4）光伏組件覆蓋率：按光伏組件投影面積占溫室面積比例，約≤68.2%。

（5）土地利用率：根據(jù)棚內(nèi)可利用空間，參考農(nóng)機(jī)作業(yè)空間進(jìn)行起壟規(guī)劃（圖2a），剔除壟間空隙及立柱兩側(cè)各15 cm不便種植區(qū)，棚內(nèi)土地利用率約80%。

（6）適應(yīng)地形條件：此方案可適用于比較復(fù)雜的地形條件，適用范圍較廣。大棚的結(jié)構(gòu)方案與效果圖如圖2所示。

圖2 天溝型單柱支架簡易光伏蔬菜大棚示意圖

2.主要工程及材料做法

（1）基礎(chǔ)：基礎(chǔ)選用預(yù)制樁基礎(chǔ)或灌注樁基礎(chǔ)。

（2）其他工程做法參見“天溝型雙柱支架簡易光伏蔬菜大棚”部分的工程做法。

圓拱型單柱支架簡易光伏蔬菜大棚

該類大棚為利用單支柱光伏支架改造而形成的圓拱棚。大棚以光伏支架立柱為立柱，在前后排光伏支架之間架設(shè)圓拱屋架，雨水順拱棚流至棚間通風(fēng)道，經(jīng)地面排水溝排出，節(jié)約了天溝、排水管等設(shè)施投入。光伏支架與農(nóng)業(yè)大棚既彼此獨立又相互依存，棚內(nèi)種植空間與傳統(tǒng)大棚無異，較為貼合栽培管理人員的使用習(xí)慣。

1.大棚主要設(shè)計參數(shù)

（1）大棚型號：WS-GSJY-6.5-3（HD）[3]。

（2）基本尺寸參數(shù)：前后支架跨度6.5 m（推薦6.5～7.0 m），支架榀距4 m，支架下部采用圓拱屋面，拱架橫梁最低處距地面凈高度≥2.5 m，拱屋脊高度≥3.15 m，拱兩側(cè)肩高1.8 m，拱間通風(fēng)道寬度0.8 m（跨度調(diào)整時該尺寸不變），拱跨度5.7 m。

（3）設(shè)計抗風(fēng)等級：不低于當(dāng)?shù)亍?0年一遇”抗風(fēng)等級，以海口為例，按國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50009-2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》設(shè)計風(fēng)荷載取值0.66 kN/m2。

（4）光伏組件覆蓋率：按光伏組件投影面積占溫室面積比例，約≤68.2%。

（5）土地利用率：根據(jù)棚內(nèi)可利用空間，參考農(nóng)機(jī)作業(yè)空間進(jìn)行起壟規(guī)劃（圖3a），剔除壟間空隙及立柱兩側(cè)各15 cm不便種植區(qū)，棚內(nèi)土地利用率約78.5%。

（6）適應(yīng)地形條件：此方案適用于較為平坦的地形條件，地面坡度不超過10°。大棚的結(jié)構(gòu)方案與效果圖如圖3所示。

圖3 圓拱型單柱支架簡易光伏蔬菜大棚示意圖

2.主要工程及材料做法

（1）基礎(chǔ)：采用預(yù)制樁基礎(chǔ)（采用灌注樁、鋼立柱情況下，鋼立柱材料截面增加較多，經(jīng)濟(jì)性較差，采用時應(yīng)充分計算比較）。

（2）屋頂覆蓋：為提高棚內(nèi)光照均勻性，支架下部圓拱屋面采用具有散射功能的透明塑料薄膜覆蓋，厚度以0.12 mm左右為宜。

（3）排水：雨水經(jīng)圓拱屋頂排至地面排水溝（深0.25～0.30 m）排出，排水溝鋪防水布，防止泥土濺至菜葉上。

（4）通風(fēng)：排水溝上方肩部采用防蟲網(wǎng)覆蓋，形成0.8 m寬棚間通風(fēng)道。

（5）其他工程做法（骨架、光伏組件、立面覆蓋及分區(qū)）參見“天溝型雙柱支架簡易光伏蔬菜大棚”部分的工程做法。

天溝型簡易光伏蔬菜大棚屋面起拱方案

起拱方案用于應(yīng)對前后排光伏支架間距加大，或薄膜部分角度較小造成的薄膜排水不暢、薄膜兜水的情況。以天溝型單柱支架簡易光伏蔬菜大棚為例，當(dāng)支架間距增加為7 m后，透光部分的薄膜寬度較寬，宜增加鋼管起拱，可防止薄膜兜水，保證排水順暢，如圖4所示。起拱方案同樣適用于天溝型雙柱支架簡易光伏蔬菜大棚。

圖4 天溝型單柱支架簡易光伏蔬菜大棚結(jié)構(gòu)剖面圖/mm

標(biāo)準(zhǔn)鋸齒型光伏蔬菜大棚

標(biāo)準(zhǔn)鋸齒型光伏蔬菜大棚以大棚結(jié)構(gòu)為主體，結(jié)合海南熱區(qū)氣候特點及蔬菜種植光熱環(huán)境需求，合理優(yōu)化屋面結(jié)構(gòu)，采用光伏組件作為屋面覆蓋材料，部分替代傳統(tǒng)薄膜等透明覆蓋材料。因其結(jié)構(gòu)合理，地面種植利用率高，光熱環(huán)境更適宜，可達(dá)到蔬菜生產(chǎn)產(chǎn)量較露地種植不降低的目標(biāo)，能夠保證光伏蔬菜大棚的農(nóng)業(yè)屬性，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與光伏發(fā)電的有機(jī)結(jié)合，對于熱帶地區(qū)發(fā)展光伏蔬菜大棚具有較好的示范作用。

大棚主要設(shè)計參數(shù)

（1）大棚型號：WS-GSJ-7.0-1（HD）[3]。

（2）基本尺寸參數(shù)：跨度7 m（推薦7.0～7.5 m），開間4 m，肩高2.6 m，脊高3.8 m，南坡屋面角15°。

（3）設(shè)計抗風(fēng)等級：不低于當(dāng)?shù)亍?0年一遇”抗風(fēng)等級，以海口為例，按國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50009-2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》設(shè)計風(fēng)荷載取值0.66 kN/m2。

（4）土地利用率：根據(jù)棚內(nèi)可利用空間，參考農(nóng)機(jī)作業(yè)空間進(jìn)行起壟規(guī)劃（圖5a），剔除壟間空隙及立柱兩側(cè)各15 cm不便種植區(qū)，棚內(nèi)土地利用率約85.7%。

（5）光伏組件覆蓋率：按光伏組件投影面積占溫室面積比例，約≤63.3%。

（6）適應(yīng)地形條件：此方案可適用于比較平坦的地形條件，要求坡度不超過5°，或地形應(yīng)做階梯型找平處理。大棚的結(jié)構(gòu)方案與效果圖如圖5所示。

圖5 標(biāo)準(zhǔn)鋸齒型光伏蔬菜大棚示意圖

主要工程及材料做法

（1）基礎(chǔ)：基礎(chǔ)選擇鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)。

（2）天溝：屋面設(shè)置熱鍍鋅板排水天溝，天溝方向以不超過40 m為宜（10個開間），也可按照方便光伏組件分組來確定天溝方向尺寸。如采用8個開間，長度為32 m，單列可布置2×28塊光伏組件。天溝兩端設(shè)置落水管，將雨水排至大棚周邊排水溝內(nèi)排出。

（3）通風(fēng)：屋脊處留有約0.5 m寬通風(fēng)口，采用防蟲網(wǎng)覆蓋，保證棚內(nèi)熱空氣及時排出。

（4）立面覆蓋及分區(qū)：四周立面采用防蟲網(wǎng)覆蓋，設(shè)置吊軌推拉門，單體面積以5畝（3335 m2）左右為宜。

（5）其他工程做法（骨架、光伏組件、屋頂覆蓋）參見“天溝型雙柱支架簡易光伏蔬菜大棚”部分的工程做法。

功能對比

比較而言，標(biāo)準(zhǔn)鋸齒形光伏蔬菜大棚可通過調(diào)節(jié)屋面光伏組件的覆蓋比例，適應(yīng)葉菜類、瓜菜類等多品類作物，達(dá)到綜合產(chǎn)量不降低，周年生產(chǎn)不間斷的目標(biāo)。因其具備良好的防雨、通風(fēng)、遮陽、防蟲條件，能適宜熱帶地區(qū)高溫高濕、多臺風(fēng)暴雨的氣候條件，且內(nèi)部寬敞通透的操作空間，有利于機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化耕種，提升產(chǎn)量，改善商品率。

工程造價

本文提供了三種形式的簡易光伏蔬菜大棚設(shè)計方案和一種標(biāo)準(zhǔn)鋸齒形光伏蔬菜大棚設(shè)計方案。其中天溝型單/雙柱支架簡易大棚僅支架結(jié)構(gòu)不一樣，改造簡易棚所需工程量基本無區(qū)別，造價計算時不單獨區(qū)分。

天溝型單/雙柱支架簡易光伏蔬菜大棚

大棚按15陣列（陣列間距6.5 m），陣列按2×28組光伏組件布置，長度為32.292 m，即按單體面積（6.5 m×14+4.5 m）×32.292 m=3083.89 m2統(tǒng)計工程量。單價由海南省相關(guān)定額及2022年第三期信息價綜合取得，單價估算均含安裝費、稅費等全部費用。單座大棚的裝機(jī)容量為2×28×15×540=453600 W，支架及大棚改造的均攤投資為1.16元/W，詳見表1。

表1 天溝型單/雙柱支架簡易光伏蔬菜大棚工程量清單及造價

圓拱型單柱支架簡易光伏蔬菜大棚

大棚按15陣列（陣列間距6.5 m），陣列按2×28組光伏組件布置，長度為32.292 m，即按單體面積（6.5 m×14）×（32.292 m-1 m×2）=2756.6 m2（面積不含四周立柱以外部分）統(tǒng)計工程量。綜合單價由海南省相關(guān)定額及2022年第三期信息價綜合取得，單價估算均含安裝費、稅費等。單座大棚的裝機(jī)容量為2×28×15×540 W=453600 W，支架及大棚改造的均攤投資為1.09元/W，詳見表2。

表2 圓拱型單柱支架簡易光伏蔬菜大棚工程量清單及造價

標(biāo)準(zhǔn)鋸齒型光伏蔬菜大棚

標(biāo)準(zhǔn)型光伏蔬菜大棚以大棚結(jié)構(gòu)為主體，大棚骨架結(jié)構(gòu)即為光伏組件的支架結(jié)構(gòu)。取15跨（跨度7 m）、10開間（開間4 m），即按單座大棚面積（7×15）×（4×10）=4200 m2統(tǒng)計工程量，單座大棚的裝機(jī)容量為2×36×15×540 W=583200 W，大棚均攤投資1.28元/W，詳見表3。

表3 標(biāo)準(zhǔn)鋸齒型光伏蔬菜大棚工程量清單及造價

綜合效益評價

種植效益

按照海南地區(qū)常年蔬菜的種植要求，夏秋淡季蔬菜大棚以種植葉類菜為主。因此，本文所設(shè)計的光伏蔬菜大棚均以葉類菜為主要生產(chǎn)對象。

根據(jù)已有光伏蔬菜大棚的種植經(jīng)驗與產(chǎn)量數(shù)據(jù)，結(jié)合海南本地的生產(chǎn)特點，簡易型光伏蔬菜大棚種植各類葉菜的平均產(chǎn)量約600～700 kg/667 m2，一年按8茬計，年產(chǎn)量約4.8～5.6 t/667 m2；標(biāo)準(zhǔn)鋸齒型光伏蔬菜大棚種植各類葉菜的平均產(chǎn)量約900～1000 kg/667 m2，一年按8茬計，年產(chǎn)量約7.2～8.0 t/667 m2?？紤]到選址、規(guī)?；?jīng)營的不確定性，簡易型光伏蔬菜大棚的保底年產(chǎn)量按不小于4 t/667 m2計算，標(biāo)準(zhǔn)鋸齒型光伏蔬菜大棚種植葉菜的保底年產(chǎn)量按不小于6 t/667 m2計算。

菜籃子以保供穩(wěn)價為目標(biāo)，因此葉類菜地頭收購價平均按4.0元/kg計算，種植成本約3.4元/kg，凈利潤約0.6元/kg。則單/支柱改造簡易棚（圓拱棚）年種植凈收益約2400元/667 m2，標(biāo)準(zhǔn)鋸齒型光伏蔬菜大棚年種植凈收益約3600元/667 m2。

發(fā)電效益

簡易型光伏蔬菜大棚采用兩排540 W組件時的陣列間距暫按最小6.5 m考慮，實際應(yīng)用中根據(jù)地理位置的不同，間距一般在6.5～7.2 m。標(biāo)準(zhǔn)型光伏蔬菜大棚采用兩排540 W組件時跨度（陣列間距）按不小于7 m（7～7.5 m）設(shè)計。兩種類型的光伏組件布置密度相差不大，發(fā)電的規(guī)模效益有保障。支架投入方面，圓拱型光伏蔬菜大棚單瓦投入最低（1.09元/W）、天溝型光伏蔬菜大棚次之（1.16元/W）、標(biāo)準(zhǔn)型光伏蔬菜大棚最高（1.28元/W），最大相差約0.19元/W。

綜合評價

本項目結(jié)合產(chǎn)學(xué)研實踐為熱區(qū)光伏蔬菜大棚提供三類可選棚型，以上棚型均滿足海南本地農(nóng)光互補(bǔ)政策規(guī)范要求，且適應(yīng)海南當(dāng)?shù)卦O(shè)施蔬菜種植需求。比較而言，圓拱型單柱支架簡易光伏蔬菜大棚造價最低、天溝型單/雙柱支架簡易光伏蔬菜大棚對復(fù)雜地形適應(yīng)最好、標(biāo)準(zhǔn)鋸齒型光伏蔬菜大棚綜合效益最優(yōu)。

總結(jié)

2022年海南省?？凇⑽牟?、瓊海、萬寧、三亞、屯昌、儋州、臨高、瓊中、白沙、昌江等多個市縣已有光伏蔬菜大棚項目批復(fù)建設(shè)。光伏企業(yè)作為項目投融資業(yè)主，發(fā)電效益得以保障，項目才可通過企業(yè)內(nèi)部評審。利用農(nóng)用地復(fù)合建設(shè)光伏蔬菜大棚，保障蔬菜產(chǎn)量才能保障農(nóng)用地的可持續(xù)利用。而要想達(dá)到不低于露地的生產(chǎn)產(chǎn)量，且與傳統(tǒng)光伏電站的發(fā)電效益相當(dāng)，標(biāo)準(zhǔn)鋸齒型光伏蔬菜大棚是優(yōu)選棚型。