适用范围

农业、新能源

技术提供单位

中国科学技术大学先进技术研究院

技术简要描述

新型光伏农业系统集合高效的农业生产与光伏发电于一体，针对苏丹及其他阿拉伯国家电力供应不足、日照强度大、干旱缺水等生态问题，推广使用利用匀光玻璃板的固定式光伏农业系统和基于带通滤光膜的聚光式追日型光伏农业系统可以综合利用光谱分离、光照度调控、水环境平衡等技术解决农作物生长、光伏发电和生态平衡间的矛盾，形成种植、发电和水平衡调控互补的良好光伏农业生态系统，实现恶劣生态环境改善。

技术信息

匀光光伏装机容量39.6KW，占地480平； 分光光伏装机容量10.24KW，占地384平。

商业应用情况

无

希望在技术转移过程中得到的帮助/支持

无

设备投资

以480平规模计，安装匀光光伏农业系统，总投资需要197037元。

年运行维护费

该光伏农业系统正常运行时，仅需要与之前常规农业相同的投入，几乎不需额外的电、水等投入。

投资回收期

投资回报率为22.2%，即五年可收回初始投资。

附加效益

无

综合效益

因为苏丹全境受太阳直射，干旱炎热，太阳辐射资源丰富，但不利于农作物生长。该通过调控压槽玻璃板面积控制透射光强度及均匀性的技术，可以保证光伏板下方的作物接受足够光强进行光合作用，使不同的喜阴作物都能处于适宜的生长条件下。该设计成本增加不到15%，但是可以有效提升苏丹光伏农业综合效益。另一种于带通滤光膜的聚光式追日型光伏农业系统预计可将苏丹境内农地土壤水蒸发量减少50%以上并将光伏发电效率提升到14%，同时聚合物微纳多层光学膜具有滤光选择性好，成本低的优点，适合大面积推广。

障碍对技术转移影响等级

无

技术成熟度

技术成熟度高。中国是农业大国，光伏产业强国，相关产业基础领先世界。利用匀光玻璃板的固定式光伏农业系统的主要设备包含光伏组件、匀光玻璃、常规支架，直流区电缆等辅材，以上设备基本已经大规模量产，技术成熟。匀光玻璃虽然是行业内近年的新兴技术，但是中科大先研院刘文教授团队和安徽昂科丰光电公司已经从2017年开始在阜阳和宿州基地进行了多次实验，完成了匀光玻璃材料的分光性能、最适高度确定、种植效果比较实验，并能将光伏发电进行并网，掌握了成熟的系统设计集成技术，可以熟练组装运行使用该系统进行光伏农业系统搭建和光伏农场建设。 基于带通滤光膜的聚光式追日型光伏农业系统的主要设备由光伏组件部分和聚合物光学膜组成。其核心技术是聚合物光学膜，刘文教授团队已经掌握该聚合物加工技术并已经应用到种植基地。既能采用高效率的碟式反射聚光光伏发电模式，又能合理分配植物与光伏转换电池二者所需要的光谱，在有效提升光伏系统发电效率的同时又能保证该发电系统装置下的植物能正常生长。

技术适用性

该两项新型光伏农业系统适用于太阳能资源较好的无电或少电地区居民及远离电网的用户。建设地的气候条件和原始农业种植情况决定了该系统建设的价值。苏丹全境受太阳直射，具有丰富的太阳能资源，苏丹政府近年来提出大力促进农业发展，将其作为国民经济的支柱，制定了农业振兴计划，、对内加强农业市场建设，对外积极吸引农业投资。综合来看，该项新型光伏农业系统受地域、环境、资源、规模、能源条件影响较小，利于建设与推广。

技术稳定性

光伏板组件、分光玻璃和聚合物光学膜在工程运行过程均能保持稳定，很少受环境及技术参数干扰。仅需要对其进行定期清洁以防止雨雪天气或风沙等对光伏板发电效率，玻璃和光学膜透光率的负面影响。

技术安全性

常规光伏发电系统已经是技术成熟的清洁能源发电系统，基于常规光伏系统改良的利用匀光玻璃板的固定式光伏农业系统和基于带通滤光膜的聚光式追日型光伏农业系统在成果转化和产业化过程中具备较强的实用性，配套设施完善，由于其安装简便，运行维护简单，运行过程中无污染、无排放，具备较高的市场接受度。

技术转移推广障碍

无

知识产权转让

中国科学技术大学先进技术研究院与安徽昂科丰光电科技有限公司几乎具有满足该项目推广与建设的所有关键性技术，几乎所有工艺可以做到完全国产化，具有自主知识产权。生产聚合光学膜的设备是由中国科学技术大学先进技术研究院支持投资、农业光电子研究组自主定制研发设计的。