宋友彰

摘 要：將太陽能發(fā)電與農(nóng)業(yè)相結合的新型農(nóng)業(yè)模式就叫做光伏農(nóng)業(yè)，現(xiàn)階段光伏農(nóng)業(yè)項目主要應用在灌溉、種植、病蟲毒害及養(yǎng)殖工作中。光伏農(nóng)業(yè)可以促進農(nóng)業(yè)機械動力技術的推廣，本文對光伏農(nóng)業(yè)的環(huán)境檢測和調控關鍵技術進行簡要介紹。

關鍵詞：光伏農(nóng)業(yè)；環(huán)境檢測；調控關鍵技術

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，可以廣泛運用在農(nóng)業(yè)的各個行業(yè)，光伏發(fā)電還可以與熱力系統(tǒng)、納米科技仿生光膜結合運用，轉換波長增加農(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)結合，推動信息化農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

一、在光伏農(nóng)業(yè)中實行環(huán)境檢測和調控關鍵技術的意義

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)電合理的而結合在一起，符合農(nóng)業(yè)生物鏈之間的關系，使農(nóng)作物的生產(chǎn)狀態(tài)最大化，以農(nóng)作物的生長規(guī)律和生長習性為基礎，遵循能量守恒定律，最終達成了科學補光、合理補水的目的，農(nóng)產(chǎn)品在成產(chǎn)過程中安全性增加。隨著科學技術的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)技術也需要進行變革，光伏農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)符合現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的要求，運用科學技術手段，加快了農(nóng)村經(jīng)濟的發(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，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)轉型。這種新型的生產(chǎn)模式，可以解決光伏生產(chǎn)運用的困境，不斷優(yōu)化光伏生產(chǎn)的技術手段，太陽能溫室大棚、太陽能驅蟲、光伏養(yǎng)殖場、新型太陽能發(fā)電站等等都是光伏農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測和調控關鍵技術的應用。

二、在光伏農(nóng)業(yè)中實行環(huán)境檢測和調控關鍵技術

五蓮縣是我國山東省日照市的下轄縣，它的地勢以山地丘陵為主，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)，氣候屬于溫帶季風氣候，一年四季分明，冬無嚴寒，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。下面結合五蓮縣的地理環(huán)境優(yōu)勢來介紹光伏農(nóng)業(yè)中環(huán)境檢測和調控關鍵技術的軟硬件裝置。

1.光伏農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測和調控軟件技術裝置

根據(jù)設計方式來裝置光伏農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測和調控關鍵技術，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，無法實時實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸，需要無無線采集裝置與總線技術互補進行工作，對于高端級別的節(jié)點，利用總線采集方式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能，接受上位機的數(shù)據(jù)發(fā)送指令繼而執(zhí)行。目前光伏農(nóng)業(yè)軟件最新的技術手段使監(jiān)控控制技術與互聯(lián)網(wǎng)遠程信息監(jiān)控技術，主要工作是控制采集設備對接口的原始化數(shù)據(jù)，采集的到的數(shù)據(jù)及時存入服務器中，方便科學技術人員對光伏農(nóng)業(yè)進程進行判斷和分析，在適當?shù)臅r候實施農(nóng)作物補光、實施給水排水。

在植物栽培技術中，電池板和LED燈的匹配度是非常重要的，LED燈可以對植物生長進行補光，提高植物光合作用的速率。由于光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性，要及時處理補償使植物能夠提高生長光照強度，植物生長最高效的吸收能量方式就是無污染光照。需要在計算機的遠程設計中加入數(shù)據(jù)顯示模塊、用戶權限管理、現(xiàn)場設備控制模塊、數(shù)據(jù)備份模塊等等，使光伏農(nóng)業(yè)的各生長時期都得到了有效的控制。在光伏農(nóng)業(yè)開展過程中，需要對科學分析周圍環(huán)境因素，對溫度、濕度、光照度、二氧化碳含量實時檢測并調整，參考科學數(shù)據(jù)，保證農(nóng)業(yè)大棚中的生產(chǎn)條件符合標準，能夠保證農(nóng)作物的品質和產(chǎn)品質量。對大棚的數(shù)據(jù)進行搜集、實時補光和照明使光伏農(nóng)業(yè)實際工作開展中的重點。利用科學技術設計光伏農(nóng)業(yè)的環(huán)境檢測裝置和調控裝置，根據(jù)大棚的實時數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)相比較，調節(jié)適合植物生長的環(huán)境，將太陽能充分運用，提高農(nóng)作物的生產(chǎn)效率。

例如，結合五蓮縣的優(yōu)勢，可以運用“光伏+蔬菜大棚”模式開展蔬菜種植，將光伏農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測裝置和調控裝置進行科學化設計，基于網(wǎng)絡對遠程監(jiān)控模塊進行功能設計，將采集數(shù)據(jù)比自動開啟植物補光、澆水、排水的功能，實現(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)互通實現(xiàn)自主灌溉，通過吸收太能能儲存了大量的電能，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)民的雙項收入。

2.光伏農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測和調控硬件技術裝置

太陽能供電單元、數(shù)據(jù)接收單元、數(shù)據(jù)處理單元構成了光伏農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測和調控裝置。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數(shù)據(jù)進行。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、單片機及無線模塊組成，將各傳感器、單片機、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用電，太陽能電池定期給蓄電池補充電量；無線接收器、單片機、顯示器、CAN總線、按鍵和計算機接口組成數(shù)據(jù)接收單元。它是通過串口實現(xiàn)與計算機的數(shù)據(jù)互通和分析的，執(zhí)行計算機的指令。數(shù)據(jù)執(zhí)行單元由電路驅動電機、LED補光燈、給水設備、大功率風扇組成的，要注意的是LED補光燈應有紅色藍色串聯(lián)組成。在實際工作過程中，系統(tǒng)對傳入數(shù)據(jù)進行處理分離，給出指令反饋給單元驅動設備，達到控制閉環(huán)，還可以根據(jù)植物種類，用戶自主完成設計。

三、結語

綜上所述，光伏農(nóng)業(yè)做為新型的農(nóng)業(yè)形式，在技術推廣上仍有許多不足，所以我們需要在實踐中不斷的對光伏農(nóng)業(yè)的方法進行探索，實現(xiàn)光伏農(nóng)業(yè)的最大價值。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土地合理規(guī)劃，提高了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率，推動了我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展。

參考文獻：

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