探索“渔光互补”发展光伏农业

计划完成47.5万t，产值70亿元，渔民人均年收入达16 000元，分别比上年增长4.72%、8.53%和6.67%，力争位居全省同行业第一方阵[4]。

然而，传统的水产养殖仅收获水产品，收入单一，对土地资源匮乏的我国来说，是一种极大的资源浪费。珍惜和合理利用每一寸土地是我国的基本国策。如何合理充分利用水产养殖土地资源，进行立体化作业，值得重视和思考。

2.2 气候条件 太阳能是干净的、清洁的、储量极为丰富的可再生能源，太阳能发电是目前世界上先进的能源利用技术。建设农业光伏项目，不消耗煤、石油、天然气、水、大气等自然资源；亦不产生有害气体、污染粉尘，不引起温室效应、酸雨现象等，可有效的保护生态环境。

鄂州市属亚热带季风气候，冬冷夏热，四季分明，雨水充沛，日照充足，初夏多雨，伏秋干旱，无霜期长，年平均气温17.0 ℃，极端最高气温40.7 ℃，极端最低气温-12.4 ℃；大于10 ℃年平均积温5 424 ℃，无霜期260～270 d，年平均日照2 038.4 h，日照率46%，太阳辐射能110.27 kJ/cm2[5]。

根据湖北省气象局评审，在区域分布上，湖北省太阳能资源鄂西南最少，鄂东北及鄂西北部分地区最多，详见图1[5]。在时间分布上，太阳能资源夏季最丰富，冬季最少，春季多，秋季少，太阳总辐射主要集中在 7、8、9 3个月，详见图2，与湖北省电力紧张的夏季同期。鄂州市处于湖北省东部，依据武汉气象站各经验系数推算出了鄂州逐月太阳总辐射序列，近30年间鄂州太阳辐射数值区间在4 048～4 941 MJ/m2之间，年日照小时数在1 960～1 980 h之间，光资源丰富，适合建设光伏电站，更能充分利用光资源，实现社会、环境和经济效益。

2.3 当地电网情况

根据鄂州电网供区国民经济及电力负荷历史发展水平，并参考《湖北电网“十二·五”发展规划》专题研究之二《负荷预测专题研究报告》及《鄂州市“十二·五”电网规划设计报告》，对鄂州负荷进行预测。鄂州电网负荷水平如下：2015年全社会用电量、全社会最大负荷分别达到71亿kWh、122万kW，“十二·五”期间年均增长率分别为5.2%、5.3%；2015年统调用电量、统调最大负荷分别达到62亿kWh、113万kW，“十二·五”期间年均增长率分别为5.4%、6.0%；2020年全社会用电量、全社会最大负荷分别达到100亿kWh、170万kW，“十二·五”期间年均增长率分别为7.1%、6.9%；2020年统调用电量、统调最大负荷分别达到88亿kWh、160万kW，“十二·五”期间年均增长率分别为7.1%、7.3%。随着负荷的增长，鄂州市电力缺口将不断增大，“十三·五”达到75万～118万kW。

2.4 发电情况

该工程光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、汇流电缆、汇流箱、逆变器及升压系统五大部分组成。工程选用245 Wp多晶硅电池组件，逆变器采用500 kW级逆变器。组件全部采用固定倾角安装方式，组件支架为三角形钢支架。

该工程为不可调度式并网太阳能光伏发电系统。太阳能通过太阳能电池组成的光伏阵列转换成直流电，经过三相逆变器（DCAC）转换成三相交流电，再通过升压变压器转换成符合公共电网要求的交流电，直接接入公共电网。

光伏电场除发电外，各生产所需的水泵、加热器、灯具、2次屏柜等负荷还存在自用电、临时施工及检修用电等。站用变设计时按20 MW光伏电场选择，站用变容量为125 kVA。假定每天满负荷时间为10 h，负荷率为0.5，则项目持续自用电电量考虑为22.813万度。

年发电量实际受多方面因素影响，只能在年理论发电量基础上进行估算。对理论电量总利用率的取值，具体分析如下：太阳电池杂损考虑为3%，太阳电池的接线损耗3.3%，逆变器的运行损耗为5%，交流系统运行损耗共计5%，光伏电场年利用率为97%，光伏电场太阳辐射利用率为95%。年发电量总利用率，为上述分析的各损耗和利用率综合作用的结果。实际可利用电量为2 613.14×78%=2 038.25万Wh。在计算光伏电场实际每年上网电量时，需考虑多晶硅太阳电池组件的衰减情况，该光伏电站年均上网电量为1 783.077万KWh。

该工程采用绿色能源——太阳能，并在设计中采用先进可行的节电、节水及节约原材料的措施，能源和资源利用合理，设计中严格贯彻了节能、环保的指导思想，总体布置、技术方案和设备、材料选择、建筑结构等方面，充分考虑了节能的要求，减少了线路投资，节约了土地资源，并能够适应地区电网的发展。本工程符合国家的节能政策，符合可持续发展战略。

2.5 效益 工程建成后，年平均可为电网提供清洁电能1 783.077万kWh，按湖北省2011年发电标准煤耗水平为0.332 kgce/kWh 进行折算[6]，该工程年可节约标煤5 370.71 t，减少了不可再生能源——煤的消耗。同时，相应每年可减少粉尘量约为32.46 t/a、二氧化硫量约118.66 t/a、二氧化碳量约270.52 t/a、灰渣渣量约2 154.23 t/a等多种大气污染物的排放，节能减排效益显著。

同时，该项目属于“渔光互补”类型，建成后，原有的小池塘养殖方式将变为大池塘规模化养殖方式，光伏项目也会相应增加渔业产量。考虑光伏板对太阳光遮挡，改变以往的养殖品种和技术，较多集中于喜阴的名特优养殖品种，养殖适合在电池板下“躲太阳”的喜阴鱼类，如沙塘鳢、河蟹、黄颡鱼等，养殖效益较高。据报道，沙塘鳢和河蟹混养的33.33 hm2（500亩）水面产量螃蟹超过900 kg/hm2（60 kg/亩）[7]。根据实际调研，原渔业收益为（1 200元/亩×700亩）84万元，该项目建成后渔业收益可达到（700亩×2 500元/亩）175万元。光伏项目给渔业带来收益共计91万元，实现了养殖业的规模化经营和高附加值产出，同时保障了光伏电站的专业运转与维护。

3 “渔光互补”发展前景

自党的“十四中”五中全会以来，陆续出台了一系列促进新能源发展的纲领性文件，积极鼓励开发利用新能源和可再生能源。“渔光互补”模式的发展是新型工业与现代设施农业的完美结合，如配合开发垂钓等休闲服务业，可以实现1、2、3产业的叠加，充分发挥土地的综合利用效益。提高养殖管理水平，有效利用土地资源，又可破解光伏发电用地困局，达到增加收入，节能减排的目的，从而使水产养殖业与光伏发电互相促进、支撑发展。因此，“渔光互补”是一种经济环保的新型模式，具有广阔的发展前景。

用工业理念谋划水产发展，大力发展低碳、循环渔业，拓展多维发展空间，不断实现由传统渔业向现代渔业质的飞跃，符合科教兴渔、不断创新的原则。充分发挥科技作为第一生产力的先导性、全局性和基础性作用，加快科技创新步伐，促进可持续发展战略与科教兴渔战略的紧密结合。通过科技进步和制度创新，提高科技对经济增长的贡献率，变资源型经济为效益型经济，变粗放型经营为集约型经营，实现经济增长由量的扩张向质的提高转变。

4 结语

光伏农业是个新生事物，国内的光伏农业还处于非常初级的发展阶段。只有立足农业，才能推进光伏农业、“渔光互补”模式的积极健康发展。光伏农业在增加農村缺能地区的能源供应量，降低农村生产、生活用能造成的环境污染，在提高农业生产力的同时促进农民增收、增加就业机会等方面将会发挥更大的作用。

参考文献

[1]刘汉元，钟雷，谢伟，等.“渔光互补”在江苏地区发展前景及应用思考[J].当代畜牧，2014（11）：94-95.

[2] 湖北省电力勘测设计院.赛维鄂州20MWp 农业光伏科技示范园发电工程可行性研究报告书[R].武汉，2013.

[3] 湖北省鄂州水产局.水产养殖如何转型—转变“四大支柱”产业发展方式（二）[EB/OL].[2015-04-21].http：///201002/c2437171.htm.

[4] 湖北省鄂州市水产局.2015年水产工作要点[EB/OL].[2015-04-21].http：///SCJ/html/201504/20150403160906.html.

[5] 湖北省气象局.湖北省太阳能资源的推算、区划与对策研究[R].武汉，2014.

[6] 湖北省质量技术监督局.火力发电供电煤耗计算方法及限额 [R].武汉，2012.

[7] 韩世成，郭常有，蒋树义，等.工厂化水体LED光照沉水植物对氨氮的吸收[J].水产学杂志，2013（4）：47-50.

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