農(nóng)業(yè)光伏水利

農(nóng)業(yè)光伏水利國家政策支持農(nóng)業(yè)光伏水利

2014年中央一號文件有五方面提及農(nóng)業(yè)水利工作，中央一號文件《中共中央、國務院關于全面深化農(nóng)村改革，加快推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的若干意見》全面定調2014年及今后一個時期我國的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水利建設。文件明確指出，要不斷完善我國農(nóng)田水利設施和科技創(chuàng)新，深入推進高效節(jié)水灌溉和生態(tài)友好性農(nóng)業(yè)發(fā)展，建立農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，農(nóng)業(yè)光伏水利產(chǎn)業(yè)在這一大環(huán)境下被廣泛推廣應用。

自2004年以來，中央一號文件連續(xù)11年聚焦“三農(nóng)”。文件提出要充分利用農(nóng)業(yè)先進科技成果，解決好我國農(nóng)業(yè)地少水缺的資源環(huán)境約束，深入推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水利發(fā)展方式的轉變，2013年的中央一號文件有5方面9小點直接提及農(nóng)業(yè)水利工作。此外，中央水利工作會議中，加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水利建設已被賦予歷史性的最新高度，不難看出黨和國家對我國農(nóng)業(yè)水利工作的重視和關注。而農(nóng)業(yè)光伏節(jié)水灌溉技術作為未來新能源農(nóng)業(yè)水利的主導力量，被業(yè)內人士廣泛看好，其在未來的農(nóng)業(yè)水利建設中占據(jù)核心地位。

農(nóng)業(yè)光伏水利作為全球農(nóng)業(yè)灌溉未來的發(fā)展趨勢，其主要應用領域包括：農(nóng)業(yè)水利產(chǎn)業(yè)、Solartech農(nóng)業(yè)光伏提水系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)光伏水泵抽水、農(nóng)業(yè)光伏種植、農(nóng)業(yè)水土流失治理及農(nóng)業(yè)光伏大棚噴灌等。

農(nóng)業(yè)光伏水利農(nóng)業(yè)水利領域應用亟待光伏科技支撐

我國人多水少，農(nóng)業(yè)旱災頻發(fā)多發(fā)、水土流失嚴重，導致區(qū)域土地水生態(tài)環(huán)境十分脆弱。同時，我國灌溉電網(wǎng)架設不便，導致農(nóng)田灌溉在電力方面配套不足，農(nóng)業(yè)抗旱救災工作受到很大限制，這一系列問題制約著農(nóng)業(yè)水利建設發(fā)展。農(nóng)業(yè)光伏水利的提出較好解決農(nóng)業(yè)灌溉缺水缺電難題。

諸多農(nóng)業(yè)領域應用亟待光伏科技支撐，農(nóng)業(yè)光伏水利建設包括農(nóng)田抗旱工程，農(nóng)作物的日常灌溉、農(nóng)業(yè)光伏大棚及農(nóng)業(yè)水土流失等。與此同時，國家“一號文件”和兩會也明確指出，我國將持續(xù)加大農(nóng)業(yè)方面的科技投入，不難看出，農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新幾乎貫穿于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)水利建設整個產(chǎn)業(yè)鏈，這對農(nóng)業(yè)光伏水利產(chǎn)業(yè)是明顯的支持與鼓勵。分析人士預計，未來國家對農(nóng)業(yè)科技投入至少可達2000億元，并且隨著農(nóng)業(yè)增加值的提高，投入資金還有望進一步增加。市場普遍認為，農(nóng)業(yè)光伏水利產(chǎn)業(yè)在未來必將成為最大受益者。

農(nóng)業(yè)光伏水利農(nóng)業(yè)光伏水利及時雨 解決“三農(nóng)”難題

從水利部了解到，初步統(tǒng)計2013年中央和省級各類農(nóng)村水利投入超過2000億元，不少省份各級投入過百億元。我國近60年來，圍繞農(nóng)業(yè)抗旱防洪、農(nóng)村供水、農(nóng)田灌溉等工作開展了大量大規(guī)模的水利民生工程建設，每年投入大量的人力財力，初步形成了大中小微結合的水利工程體系，水利面貌發(fā)生了較大變化。

雖然我國每年在農(nóng)業(yè)水利建設方面投入大量的資金建設，這些水利工程建成后卻未能像預期正常的應用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)業(yè)水利建設工作仍存在一些無法克服的問題。其一，我國河流水系復雜，南北氣候差異大，加之人口眾多、人水關系復雜，決定了我國江河及農(nóng)業(yè)水利治理難度大，眾多水利工程建設后大部分用不上或直接成為擺設。其二，地域差距大，水利工程調用難度高，而我國水資源配置格局不夠完善，就近大力興建水庫等蓄水工程的需要量較大，卻無法克服遠距離輸送難題，大量的水利工程建設勞民傷財。

國家領導和專家學者一直強調，我國應加強農(nóng)村水利基礎設施建設，努力破解“三農(nóng)”五大難題。國家強農(nóng)惠農(nóng)政策力度不斷加大，“三農(nóng)”投入逐年增加，但諸如農(nóng)業(yè)增產(chǎn)難、農(nóng)民增收難、農(nóng)村安全飲水難等關鍵問題，仍然沒有得到根本解決，嚴重阻礙我國“三農(nóng)”可持續(xù)發(fā)展。加之農(nóng)業(yè)灌溉水資源需求卻日趨加大，隨著我國人口遞增，對糧食的需求量越來越大，要保障我國糧食自給自足，農(nóng)業(yè)增產(chǎn)迫在眉捷，農(nóng)業(yè)光伏水利的出現(xiàn)像一場及時雨，徹底解決了我國農(nóng)業(yè)水利投入大、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)靠天吃飯及糧食安全、增產(chǎn)難問題，農(nóng)業(yè)光伏水利成為這些“難題”的有效突破口。

我國農(nóng)業(yè)需要大力發(fā)展光伏水利，不僅可以減去傳統(tǒng)農(nóng)田水利工程建設上成千上萬億水利資金的投入，解決農(nóng)田種植靠天吃飯的難題，更能從農(nóng)田基礎設施方面來改善，農(nóng)業(yè)光伏水利產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，能保障我國農(nóng)田增產(chǎn)，杜絕為提升作物產(chǎn)量而實施的轉基因工程。農(nóng)業(yè)光伏水利對充分滿足農(nóng)作物灌溉所需水資源，提升農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，讓我國糧食實現(xiàn)自給，保障我國糧食安全。大力推進農(nóng)業(yè)光伏水利建設，提升農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力和防災減災能力，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展和國家糧食安全奠定基礎。

農(nóng)業(yè)光伏水利成為“三農(nóng)”難題的有效突破口。我國未來也將進一步出臺關于農(nóng)業(yè)光伏水利產(chǎn)業(yè)相關方針、政策法規(guī)，完善農(nóng)業(yè)水利基礎設施建設體制與機制，讓農(nóng)業(yè)水利合理利用科技創(chuàng)新產(chǎn)品，將成功的科技成果推動我國農(nóng)業(yè)事業(yè)快速發(fā)展。

農(nóng)業(yè)光伏水利Solartech光伏揚水灌溉系統(tǒng)

在農(nóng)業(yè)光伏水利產(chǎn)業(yè)應用中，以Solartech光伏提水灌溉系統(tǒng)最為常見。Solartech光伏揚水系統(tǒng)主要由光伏揚水逆變器、三相交流水泵、光伏揚水控制柜、太陽能電池陣列組成。系統(tǒng)在缺電或無電地區(qū)的應用優(yōu)勢明顯，系統(tǒng)全自動運行，無需電網(wǎng)支持，可以從幾十米的深井或幾千米外的江河中抽水注入蓄水箱/池，或直接接入灌溉系統(tǒng)。根據(jù)實際需求和安裝條件，灌溉可采用不同類型的水泵進行工作。同時，系統(tǒng)省卻掉儲能裝置蓄電池，以蓄水替代蓄電，大幅降低項目工程的建設和維護成本。Solartech光伏提水灌溉系統(tǒng)在我國新疆、云南及陜甘寧地區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大作用。

農(nóng)業(yè)光伏水利農(nóng)業(yè)抗旱

1949年以來，我國一直致力于增加可灌溉面積，使糧食生產(chǎn)取得長足發(fā)展。另外，在影響我國農(nóng)業(yè)的諸多自然災害中，以旱災最為嚴重。我國干旱影響范圍大，持續(xù)時間長。近三年，我國南方許多省份發(fā)生了干旱和冬春連旱，全國農(nóng)作物因旱受災面積超過17255千公頃，其中成災面積7951千公頃，因旱損失糧食231億公斤，造成直接經(jīng)濟損失315億元。旱災頻發(fā)及成災程度嚴重威脅著我國的糧食產(chǎn)量和安全。糧食安全問題是國家發(fā)展戰(zhàn)略問題，必須立足依靠自身力量來解決。

農(nóng)業(yè)光伏水利建設過程中，農(nóng)業(yè)光伏提水灌溉系統(tǒng)能徹底解決我國農(nóng)田抗旱難題。根據(jù)實際系統(tǒng)需求和安裝條件，灌溉可采用不同類型的水泵進行工作。

農(nóng)業(yè)光伏提水灌溉系統(tǒng)就成功應用于云南省的抗旱救災工作，云南省玉溪市新平縣新化村在2012年遭遇了嚴重的干旱，自2012年10月以來，全市降雨量異常偏少，總降水量與常年同期相比偏少77%。進入1月以來，因無有效降水，土壤已呈現(xiàn)中度干旱，庫塘蓄水嚴重不足，農(nóng)作物受旱范圍持續(xù)擴大，程度持續(xù)加重，損失持續(xù)增加，并對春耕備耕和大春生產(chǎn)造成嚴重影響。當年新平縣因干旱造成超過5萬人和近3萬頭大牲畜飲水困難，超過5萬畝農(nóng)作物受災，3000畝絕收。如何解決農(nóng)業(yè)灌溉用水和人民的生活用水，成了當?shù)卣鉀Q問題的當務之急。

面對當時出現(xiàn)的緊急旱情，市防汛抗旱指揮部、市水利局高度關注，督促各縣區(qū)主動應對，幫助受旱群眾解決飲水困難問題，并組織動員群眾對受旱作物進行澆水抗旱。新化村相關負責人采用深圳天源PSA7500農(nóng)業(yè)光伏提水抗旱系統(tǒng)，揚程45米，日出水量150-200M3 ，滿足農(nóng)業(yè)全村烤煙、水稻、玉米等農(nóng)作物用水和人畜飲水的需要。

農(nóng)業(yè)光伏水利農(nóng)業(yè)光伏水利種值

項目地點：巴彥淖爾市郊

項目介紹：巴彥淖爾市是內蒙古自治區(qū)西部的一個新興城市，位于烏拉特草原上；光照充足，熱量豐富，降水量少，蒸發(fā)量大，風大沙多；農(nóng)業(yè)作物以小麥、玉米、油葵、食葵、甜菜、西瓜等為主。雖然附近有黃河流經(jīng)區(qū)域，但是仍有部分地區(qū)出現(xiàn)缺水現(xiàn)象，針對這一情況，巴彥淖爾市水科所引進一套Solartech PS370農(nóng)業(yè)光伏提水灌溉系統(tǒng)對農(nóng)業(yè)灌溉的實際情況進行研究分析。

解決方案：2012年，水科所引進Solartech PS370農(nóng)業(yè)光伏提水系統(tǒng)，采用本套系統(tǒng)對10畝的葵花進行灌溉，5畝地微潤，5畝地滴灌，同時還有10畝葵花地采用河水灌溉。通過這一年的實際對比，采用農(nóng)業(yè)光伏提水與現(xiàn)代化灌溉方式相結合灌溉種植的葵花田比傳統(tǒng)灌溉的葵花田的作物長勢更旺盛、顆粒更飽滿。

經(jīng)濟效益：Solartech PS370光伏提水系統(tǒng)年均發(fā)電達1971千瓦時，使用年限25年以上，可節(jié)省標準煤18.5噸，減排二氧化碳8.14噸，減排二氧化硫0.37噸，減排煙塵0.28噸，減排灰渣4.81噸。

農(nóng)業(yè)光伏水利農(nóng)業(yè)光伏水利農(nóng)作物日常澆灌

項目地點：海南省瓊海市

項目介紹：海南省瓊海市農(nóng)業(yè)光伏灌溉項目為全國“光伏水利先進實用技術優(yōu)秀示范”工程，自2009年國家大力推廣小型農(nóng)田水利高效節(jié)水項目以來，各省積極響應，小農(nóng)水利項目在祖國各地遍地開花。光伏水利項目響應中央一號文件“農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新”精神，采用 “2011水利先進實用技術重點推廣指導目錄”Solartech光伏揚水系統(tǒng)，以“光伏水利”建設推動海南島的生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展。瓊海市2011年小型農(nóng)田水利高效節(jié)水項目于2012年4月建設完工。

解決方案：項目采用Solartech光伏揚水系統(tǒng)（PS7500），在揚程25米、取水距離200米的情況下，日供水200-260立方米，為周邊200畝的檳榔、香蕉、菠蘿、荔枝等熱帶經(jīng)濟作物提供光伏水利灌溉。

經(jīng)濟效益：光伏水利系統(tǒng)每年發(fā)電29435千瓦時，在其25年的使用年限內可節(jié)省標準煤278噸，減排二氧化碳122噸，減排煙塵4.5噸,減排灰渣72噸。

農(nóng)業(yè)光伏水利農(nóng)業(yè)光伏水利大棚噴灌

湖北省遠安縣茅坪場村香菇種植基地是遠安縣出口食用菌質量安全示范基地，香菇種植規(guī)模達200畝500萬袋。香菇種植需要大量的水來噴灌，保證大棚里空氣濕度才能保證香菇的產(chǎn)量和品質。

茅坪場村香菇種植有很好的自然條件，開闊的平地上方便搭建大棚，數(shù)十個香菇種植大棚排列在村口。距離大棚種植區(qū)800米左右，有條終年不會干涸的小河，可以保證香菇供水需求。四周還環(huán)繞著很多小山丘，環(huán)境秀麗。

雖然這里水資源豐富，但是要把河水送到800米外的大棚里也不是件容易的事，村民通常是用柴油機抽水灌溉。可是柴油價格一路攀升，無形中增加了香菇種植的成本。

2012年5月，為解決農(nóng)業(yè)光伏大棚種植灌溉問題，遠安水利局在國家水利部2011年水利先進實用技術重點推廣目錄中，了解到Solartech農(nóng)業(yè)光伏揚水灌溉系統(tǒng)，不需要柴油，不需要電網(wǎng)，通過太陽能發(fā)電驅動水泵進行抽水灌溉，以蓄水替代蓄電，不僅節(jié)能并且環(huán)保，非常適合規(guī)模性的農(nóng)業(yè)光伏大棚種植。

針對茅坪場村的情況，分析現(xiàn)場情況，制定了針對香菇大棚種植的系統(tǒng)優(yōu)化解決方案。項目采用Solartech PS7500光伏揚水系統(tǒng)從深井取水，送至距離水源處200米，揚程50米高的山頂?shù)男钏刂校蓛λ?00立方米）。蓄水池里水經(jīng)過供水管道分流到距離1000米遠的香菇種植園內，每個大棚設置一個開關，利用蓄水池落差壓力，進行噴灌。

實際情況：200米光伏輸送管道由于地形不平整，管道中間增加了12個彎頭，增加了管道損耗。技術人員在晴天條件下使用Solartech PS7500光伏揚水系統(tǒng)進行了測試，經(jīng)過光伏揚水逆變器動態(tài)VI最大功率點跟蹤實時調節(jié)頻率，測試結果達到了設計日出水量100-150立方要求，這也體現(xiàn)出Solartech光伏揚水系統(tǒng)在不同天氣及不同地形情況下使用都能達到較理想效果。

該系統(tǒng)年均發(fā)電21900千瓦時，在其25年的使用年限內，可節(jié)省標準煤206噸，減排二氧化碳90.6噸，減排二氧化硫4.12噸，減排煙塵3.1噸，減排灰渣53.6噸。

農(nóng)業(yè)光伏水利解決農(nóng)業(yè)水土流失難題

我國水土流失嚴重，水生態(tài)環(huán)境脆弱。由于特殊的氣候和地形地貌條件，特別是山地多，降雨集中，加之人口眾多和不合理的生產(chǎn)建設活動影響，我國成為世界上水土流失最嚴重的國家之一，水土流失面積達356萬平方公里，占國土面積的1/3以上，土壤侵蝕量約占全球的20%。從分布來看，主要集中在西部地區(qū)，水土流失面積297萬平方公里，占全國的83%。從土壤侵蝕來源來看，坡耕地和侵蝕溝是水土流失的主要來源地，3.6億畝坡耕地的土壤侵蝕量占全國的33%，侵蝕溝水土流失量約占全國的40%。此外，我國約有39%的國土面積為干旱半干旱區(qū)，降雨少，蒸發(fā)大，植被蓋度低，特別是西北干旱區(qū)，降水極少，生態(tài)環(huán)境十分脆弱。比如塔里木河、黑河、石羊河等生態(tài)脆弱河流，對人類活動干擾十分敏感，遭受破壞恢復難度大。

以中國陜西省靖邊縣毛烏素沙漠南緣項目介紹，2009年5月，依照“南封山、中改水、北治沙，國道沿線興工商”的“三元一帶”發(fā)展戰(zhàn)略，大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)及治沙護林，為靖邊縣治沙生態(tài)農(nóng)業(yè)基地進行新能源應用規(guī)劃。2009年6月12日，天源的光伏揚水系統(tǒng)在該生態(tài)農(nóng)業(yè)基地正式建設完成運行，為在邊緣沙漠地區(qū)種植農(nóng)業(yè)經(jīng)濟作物以及樹木的灌溉提供了充分的供水保障。

毛烏素沙漠水土治理項目采用Solartech PS3000光伏揚水沙漠生態(tài)灌溉光伏滴灌系統(tǒng)對沙漠經(jīng)濟植物進行全自動滴灌，灌溉沙土面積105畝。此外，使用光伏揚水滴灌系統(tǒng)施肥，更可減少肥料和農(nóng)藥用量，減少環(huán)境污染；光伏揚水重力滴灌與地面洪灌相比，可節(jié)水70%，大大提高了水資源利用率。

本項目是依托11萬畝封沙育林的生態(tài)治理成果和未治理沙地，應用新能源光伏揚水農(nóng)業(yè)灌溉技術，將防治荒漠化基地與科技生態(tài)農(nóng)業(yè)項目的結合應用，是沙產(chǎn)業(yè)理論應用的典型案例，也是治沙女英雄牛玉琴繼30年沙漠治理以來，在毛烏素沙漠區(qū)域建設的防沙治沙與促進經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展相結合；科技措施、工程措施和農(nóng)耕措施相結合；防沙治沙與當?shù)亟?jīng)濟、社會發(fā)展和農(nóng)民脫貧致富相結合；生態(tài)效益和經(jīng)濟效益相結合；生態(tài)建設與產(chǎn)業(yè)發(fā)展、結構調整和改進生產(chǎn)方式相結合的重大生態(tài)農(nóng)業(yè)示范帶動項目。2100433B

在全球人口和經(jīng)濟規(guī)模不斷增長的趨勢下，糧食問題、農(nóng)田水利和能源需求問題對人類生存發(fā)展和自然生態(tài)環(huán)境帶來嚴峻挑戰(zhàn)，已成為世界各國亟待解決的重大課題。努力改變以“透支”能源和資源環(huán)境為代價的發(fā)展方式，已經(jīng)成為全球共識。

農(nóng)業(yè)光伏水利是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的新鮮名詞，正處于國內外專家探索開發(fā)應用階段，但技術已比較成熟。專家分析未來十年全球將大面積大范圍大領域推廣運用，在中國已有億萬億市場份額。農(nóng)業(yè)光伏水利開創(chuàng)了農(nóng)業(yè)全新的應用領域，在農(nóng)業(yè)光伏水利方面應用較為普遍的產(chǎn)品技術有Solartech光伏揚水系統(tǒng)、光伏水泵提水灌溉系統(tǒng)等。

Solartech光伏揚水系統(tǒng)誕生于全球第一家光伏揚水技術研究中心，研究中心成立于2001年，自成立以來一直致力于光伏揚水系統(tǒng)產(chǎn)品及光伏水利系統(tǒng)應用方案的研究和開發(fā)，研究中心位于深圳大學城清華研究生院，由清華大學深圳研究生院、清華港大電力系統(tǒng)深圳研究所、電力系統(tǒng)國家重點實驗室深圳研究室共同組成。研究隊伍由中科院院士、博士、專家、碩士團隊組成，擁有全球領先的國家級重點實驗室、光伏揚水系統(tǒng)研究示范基地，經(jīng)過在全球100多個國家和地區(qū)的實際應用研究，系統(tǒng)的總結了光伏揚水系統(tǒng)在農(nóng)林灌溉、荒漠治理、草原畜牧、生活用水、海水淡化、城市水景等領域的系統(tǒng)應用解決方案。

最早是由光伏水利產(chǎn)品：光伏提水系統(tǒng)（或稱光伏揚水系統(tǒng)），廣泛應用于光伏農(nóng)林灌溉、光伏荒漠治理、光伏草原畜牧、光伏生活用水、光伏海水淡化、光伏城市水景等領域。充分利用了高新的光伏提水技術融合到水利建設和農(nóng)業(yè)建設的項目當中去，達到了節(jié)省人力、財力、物力、電力的目的。為水利項目創(chuàng)造了大量的價值。