宋友彰

摘 要：將太陽能發(fā)電與農(nóng)業(yè)相結(jié)合的新型農(nóng)業(yè)模式就叫做光伏農(nóng)業(yè)，現(xiàn)階段光伏農(nóng)業(yè)項(xiàng)目主要應(yīng)用在灌溉、種植、病蟲毒害及養(yǎng)殖工作中。光伏農(nóng)業(yè)可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械動(dòng)力技術(shù)的推廣，本文對(duì)光伏農(nóng)業(yè)的環(huán)境檢測(cè)和調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

關(guān)鍵詞：光伏農(nóng)業(yè)；環(huán)境檢測(cè)；調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)

光伏農(nóng)業(yè)的核心就是太陽能光伏發(fā)電，可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。太陽能光伏站的成本較低，可以廣泛運(yùn)用在農(nóng)業(yè)的各個(gè)行業(yè)，光伏發(fā)電還可以與熱力系統(tǒng)、納米科技仿生光膜結(jié)合運(yùn)用，轉(zhuǎn)換波長(zhǎng)增加農(nóng)作物的光合作用頻率，將節(jié)能環(huán)保與農(nóng)作物生產(chǎn)結(jié)合，推動(dòng)信息化農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

一、在光伏農(nóng)業(yè)中實(shí)行環(huán)境檢測(cè)和調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)的意義

光伏農(nóng)業(yè)將現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)過程和太陽能發(fā)電合理的而結(jié)合在一起，符合農(nóng)業(yè)生物鏈之間的關(guān)系，使農(nóng)作物的生產(chǎn)狀態(tài)最大化，以農(nóng)作物的生長(zhǎng)規(guī)律和生長(zhǎng)習(xí)性為基礎(chǔ)，遵循能量守恒定律，最終達(dá)成了科學(xué)補(bǔ)光、合理補(bǔ)水的目的，農(nóng)產(chǎn)品在成產(chǎn)過程中安全性增加。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)技術(shù)也需要進(jìn)行變革，光伏農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)符合現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的要求，運(yùn)用科學(xué)技術(shù)手段，加快了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，從根本上提高農(nóng)民的生活水平。

光伏農(nóng)業(yè)中的新型技術(shù)，符合我國各地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的模式，幫助我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型。這種新型的生產(chǎn)模式，可以解決光伏生產(chǎn)運(yùn)用的困境，不斷優(yōu)化光伏生產(chǎn)的技術(shù)手段，太陽能溫室大棚、太陽能驅(qū)蟲、光伏養(yǎng)殖場(chǎng)、新型太陽能發(fā)電站等等都是光伏農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)和調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用。

二、在光伏農(nóng)業(yè)中實(shí)行環(huán)境檢測(cè)和調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)

五蓮縣是我國山東省日照市的下轄縣，它的地勢(shì)以山地丘陵為主，具有豐富的礦產(chǎn)、森林、水利資源。五蓮縣的第一產(chǎn)業(yè)是農(nóng)林牧漁業(yè)，氣候?qū)儆跍貛Ъ撅L(fēng)氣候，一年四季分明，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，降雨量較多，有明顯的季節(jié)性降水，日照充足，主要特產(chǎn)有櫻桃、五蓮割秀、五蓮紅石材和五蓮綠茶。下面結(jié)合五蓮縣的地理環(huán)境優(yōu)勢(shì)來介紹光伏農(nóng)業(yè)中環(huán)境檢測(cè)和調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)的軟硬件裝置。

1.光伏農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)和調(diào)控軟件技術(shù)裝置

根據(jù)設(shè)計(jì)方式來裝置光伏農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)和調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)，利用無線電初始化數(shù)據(jù)收集裝置。光伏農(nóng)業(yè)的工程量非常大，無法實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸，需要無無線采集裝置與總線技術(shù)互補(bǔ)進(jìn)行工作，對(duì)于高端級(jí)別的節(jié)點(diǎn)，利用總線采集方式來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能，接受上位機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送指令繼而執(zhí)行。目前光伏農(nóng)業(yè)軟件最新的技術(shù)手段使監(jiān)控控制技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程信息監(jiān)控技術(shù)，主要工作是控制采集設(shè)備對(duì)接口的原始化數(shù)據(jù)，采集的到的數(shù)據(jù)及時(shí)存入服務(wù)器中，方便科學(xué)技術(shù)人員對(duì)光伏農(nóng)業(yè)進(jìn)程進(jìn)行判斷和分析，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)嵤┺r(nóng)作物補(bǔ)光、實(shí)施給水排水。

在植物栽培技術(shù)中，電池板和LED燈的匹配度是非常重要的，LED燈可以對(duì)植物生長(zhǎng)進(jìn)行補(bǔ)光，提高植物光合作用的速率。由于光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性，要及時(shí)處理補(bǔ)償使植物能夠提高生長(zhǎng)光照強(qiáng)度，植物生長(zhǎng)最高效的吸收能量方式就是無污染光照。需要在計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)中加入數(shù)據(jù)顯示模塊、用戶權(quán)限管理、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制模塊、數(shù)據(jù)備份模塊等等，使光伏農(nóng)業(yè)的各生長(zhǎng)時(shí)期都得到了有效的控制。在光伏農(nóng)業(yè)開展過程中，需要對(duì)科學(xué)分析周圍環(huán)境因素，對(duì)溫度、濕度、光照度、二氧化碳含量實(shí)時(shí)檢測(cè)并調(diào)整，參考科學(xué)數(shù)據(jù)，保證農(nóng)業(yè)大棚中的生產(chǎn)條件符合標(biāo)準(zhǔn)，能夠保證農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)大棚的數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集、實(shí)時(shí)補(bǔ)光和照明使光伏農(nóng)業(yè)實(shí)際工作開展中的重點(diǎn)。利用科學(xué)技術(shù)設(shè)計(jì)光伏農(nóng)業(yè)的環(huán)境檢測(cè)裝置和調(diào)控裝置，根據(jù)大棚的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)相比較，調(diào)節(jié)適合植物生長(zhǎng)的環(huán)境，將太陽能充分運(yùn)用，提高農(nóng)作物的生產(chǎn)效率。

例如，結(jié)合五蓮縣的優(yōu)勢(shì)，可以運(yùn)用“光伏+蔬菜大棚”模式開展蔬菜種植，將光伏農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)裝置和調(diào)控裝置進(jìn)行科學(xué)化設(shè)計(jì)，基于網(wǎng)絡(luò)對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊進(jìn)行功能設(shè)計(jì)，將采集數(shù)據(jù)比自動(dòng)開啟植物補(bǔ)光、澆水、排水的功能，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。這種模式不僅可以解決了冬季農(nóng)作物大棚的取暖，還可以通過無線電數(shù)據(jù)互通實(shí)現(xiàn)自主灌溉，通過吸收太能能儲(chǔ)存了大量的電能，開創(chuàng)了農(nóng)業(yè)用電的新模式，還可以將多余的電能賣出去，增加農(nóng)民的雙項(xiàng)收入。

2.光伏農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)和調(diào)控硬件技術(shù)裝置

太陽能供電單元、數(shù)據(jù)接收單元、數(shù)據(jù)處理單元構(gòu)成了光伏農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)和調(diào)控裝置。太陽能供電單元是一種硬件裝置，由太陽能薄膜電池板和連接控制器組成，連接控制器可以控制電源充電和放電，單元供電模式需要蓄電池?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行。根據(jù)電池板放置位置不同，電池板的選擇不同，一般情況下有兩種選擇情況：晶體硅及薄膜電池。若想要將電池板固定在有機(jī)大棚的頂部，需要選擇有良好透光性的薄膜太陽能電池或選擇透光的電池板，也可以選擇價(jià)格較低的晶體硅太陽能電池板；數(shù)據(jù)采集單元是由溫度傳感器、光照傳感器、二氧化碳指數(shù)傳感器、濕度傳感器、大氣傳感器、單片機(jī)及無線模塊組成，將各傳感器、單片機(jī)、無線發(fā)射器按順序放在PCB板上組成采集單元。由無污染蓄電池提供采集單元的基礎(chǔ)用電，太陽能電池定期給蓄電池補(bǔ)充電量；無線接收器、單片機(jī)、顯示器、CAN總線、按鍵和計(jì)算機(jī)接口組成數(shù)據(jù)接收單元。它是通過串口實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)互通和分析的，執(zhí)行計(jì)算機(jī)的指令。數(shù)據(jù)執(zhí)行單元由電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)、LED補(bǔ)光燈、給水設(shè)備、大功率風(fēng)扇組成的，要注意的是LED補(bǔ)光燈應(yīng)有紅色藍(lán)色串聯(lián)組成。在實(shí)際工作過程中，系統(tǒng)對(duì)傳入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分離，給出指令反饋給單元驅(qū)動(dòng)設(shè)備，達(dá)到控制閉環(huán)，還可以根據(jù)植物種類，用戶自主完成設(shè)計(jì)。

三、結(jié)語

綜上所述，光伏農(nóng)業(yè)做為新型的農(nóng)業(yè)形式，在技術(shù)推廣上仍有許多不足，所以我們需要在實(shí)踐中不斷的對(duì)光伏農(nóng)業(yè)的方法進(jìn)行探索，實(shí)現(xiàn)光伏農(nóng)業(yè)的最大價(jià)值。與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比，光伏農(nóng)業(yè)既可以相互融合又可以對(duì)土地合理規(guī)劃，提高了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率，推動(dòng)了我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐少明，吳大軍，邱成軍.光伏農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)與調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（8）：316-319.

[2]彭梅牙，新余市大力發(fā)展光伏農(nóng)業(yè)[J].南方農(nóng)機(jī)，2012，06：4-6.