日本:光伏+農(nóng)業(yè)相得益彰 利用太陽能板實(shí)現(xiàn)水果種植 |
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)法人Tomato Land Iwaki(位于福島縣磐城市)采用農(nóng)業(yè)先進(jìn)國荷蘭的栽培技術(shù),在玻璃溫室中實(shí)現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定生產(chǎn)。年產(chǎn)量大約為番茄900噸、生無花果30噸、辣椒粉20噸、草莓20噸等。 在銷售方面,Tomato Land Iwaki專注于市場出貨量發(fā)展自己的航線,目前大約有一半正在轉(zhuǎn)向直銷和網(wǎng)購等銷售方式。 除了用于提高產(chǎn)量的尖端自動化和尖端技術(shù)之外,Tomato Land Iwaki于 2012 年 6 月引入了農(nóng)用型太陽能發(fā)電設(shè)備。 安裝了7套Fujipream跟蹤支架系統(tǒng)的硅晶太陽能電池板共18.375kW,在支架下種植了15個品種260株藍(lán)莓苗。 農(nóng)用型太陽能發(fā)電是在農(nóng)田上架設(shè)立柱,在上部空間安裝光伏發(fā)電設(shè)備,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與發(fā)電之間的陽光共享。 除了出售農(nóng)作物的收入外,農(nóng)家還可以用通過出售電力和私人發(fā)電的收入來進(jìn)一步改善農(nóng)業(yè)管理。 Fujipream,東麗工程,TMEIC等提供技術(shù)支持 Tomato Land Iwaki 于 2011 年 3 月東日本大地震后,通過Fujipream將農(nóng)用型太陽能發(fā)電引入了磐城市。由于創(chuàng)始人出身農(nóng)民,F(xiàn)ujipream從進(jìn)入太陽能電池板制造開始就專注于平衡太陽能發(fā)電和農(nóng)業(yè)的太陽能共享(農(nóng)業(yè)型太陽能發(fā)電業(yè)務(wù)),并一直從事示范實(shí)驗(yàn),除了停車場,F(xiàn)ujipream自主研發(fā)的太陽追蹤式支架系統(tǒng)的面板也提出了農(nóng)業(yè)型應(yīng)用。 在捐贈太陽能發(fā)電設(shè)備時,F(xiàn)ujipream 將免費(fèi)提供給磐城市的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)企業(yè),以及將其用于為大型農(nóng)業(yè)設(shè)施供電,并在安裝設(shè)備的場所生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品。 作為安裝候選,市提出了由4個小組組成的中央批發(fā)市場,在市內(nèi)進(jìn)行1公頃以上的大規(guī)模設(shè)施園藝,并與各小組共同協(xié)商調(diào)查設(shè)置位置等。安裝工作于 2012 年 4 月開始,并于同年 6 月完成。 固定式和跟蹤式太陽能電池板、追蹤式支架系統(tǒng)也由Fujipream制造,該公司還為整個電廠提供EPC(工程、采購、施工)服務(wù)。使用的功率調(diào)節(jié)器 (PCS) 由東芝三菱電機(jī)工業(yè)系統(tǒng) (TMEIC) 制造,功率調(diào)節(jié)器將用于固定型和跟蹤型。施工工作則交給東麗工程(東京都中央?yún)^(qū))來進(jìn)行。 包括固定型和跟蹤型在內(nèi)的項(xiàng)目總成本約為4億日元。固定式太陽能發(fā)電業(yè)務(wù)已被農(nóng)林水產(chǎn)部“區(qū)域回報(bào)型可再生能源早期示范建設(shè)項(xiàng)目”納入補(bǔ)貼項(xiàng)目,部分利潤將用于區(qū)域回報(bào)類型業(yè)務(wù)。具體而言,售電收入的5%將用于改善福島縣磐城農(nóng)業(yè)高中的培訓(xùn)環(huán)境。 跟蹤型設(shè)備是由Tomato Land Iwaki 自己從金融機(jī)構(gòu)貸款建造的。 如果農(nóng)用太陽能發(fā)電走上正軌,“農(nóng)業(yè)收入”+“售電收入”的新型農(nóng)業(yè)將成為可能。除了本地生產(chǎn)本地消費(fèi)能源外,如果將售電收入再投資于區(qū)域振興,可能會成為催生新產(chǎn)業(yè)的動力。 太陽能板實(shí)現(xiàn)水果種植的實(shí)例 在20 kW 的面板下每年收獲 1 噸藍(lán)莓 將15 塊太陽能電池板安裝在一個單元中,太陽將由一個 2 軸操作系統(tǒng)跟蹤。 15 塊面板之間留有間隙,以便陽光可以從中穿過。 由于太陽的路徑是根據(jù)日期和時間自動計(jì)算的,因此即使在多云和幾乎沒有直射光的情況下也可以跟蹤太陽。 與太陽能電池板固定的情況相比,發(fā)電量將增加1.4至1.5倍。 所有產(chǎn)生的電力都在農(nóng)場設(shè)施內(nèi)部消耗。 本項(xiàng)目在運(yùn)行中的兩年間,幾乎沒有故障,只更換了一個傳感器的相關(guān)部件。 藍(lán)莓樹不是直接種植在跟蹤系統(tǒng)下方的地面上,而是植根于盆栽泡沫樹脂培養(yǎng)基中,并通過管道進(jìn)行水培栽培。 從栽培第二年夏天開始,一個夏天就出貨了約1噸。但根據(jù)研究,發(fā)現(xiàn)一些陰影對收獲沒有顯著影響。 在輸出功率為 1 MW 的面板下種植 1500 個無花果 一個跟蹤系統(tǒng)將 25 個太陽能電池板(總共 5.5kW)連接到一個 5m 高的柱子上。 與早先建設(shè)的藍(lán)莓農(nóng)場型太陽能發(fā)電設(shè)施相比,增加了單位臺數(shù),擴(kuò)大了規(guī)模。 2 軸跟蹤系統(tǒng)也得到了改進(jìn)。 計(jì)劃是在面板下方的空間種植和培育約 1,500 棵無花果。它是日本最大的農(nóng)場型太陽能發(fā)電設(shè)施之一。 2013年農(nóng)林水產(chǎn)部放寬了對農(nóng)用太陽能發(fā)電的規(guī)定,在發(fā)電設(shè)備陰影導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)的前提下,暫時將支柱基礎(chǔ)轉(zhuǎn)為農(nóng)田。 一項(xiàng)文獻(xiàn)調(diào)查的結(jié)果顯示,無花果種植幾乎不受臨時陰影的影響。 磐城市建設(shè)日本最大的農(nóng)用式太陽能發(fā)電站 Tomato Land Iwaki 負(fù)責(zé)人本木說:“我對太陽能共享感興趣很久了,所以我借此機(jī)會獨(dú)立研究,并開始調(diào)查即使在面板的陰影下對生長也幾乎沒有影響的作物。蔬菜在陰影中生長雖然很容易脫落,果樹可能會被遮蔭,但對果實(shí)的生長影響沒有那么大。水稻也相對不受陰影的影響。 基于藍(lán)莓的成功,Tomato Land Iwaki 決定開始發(fā)展更大規(guī)模的農(nóng)業(yè)型太陽能發(fā)電業(yè)務(wù)。 2014 年 12 月 8 日,Tomato Land Iwaki 在磐城市平下神谷南部的農(nóng)場建造了一個約 1MW 的大型太陽能發(fā)電廠,并舉行了竣工儀式。關(guān)聯(lián)公司Agripark Iwaki的草莓園的一部分被改建為農(nóng)田。安裝了 75 個 Fujipream 跟蹤太陽能發(fā)電系統(tǒng)(共 412.5kW)和 2480 個固定太陽能發(fā)電系統(tǒng)(共 558kW)。兩者都使用FIT向電力公司出售電力。之前推出的農(nóng)用型太陽能發(fā)電是將產(chǎn)生的電力用于農(nóng)業(yè)設(shè)施的自用型,但這次將全部使用 FIT 出售。 |