光伏農(nóng)業(yè)大棚（光伏溫室）是利用光伏發(fā)電技術，光伏組件結(jié)構(gòu)設計實現(xiàn)的溫室農(nóng)作物生產(chǎn)系統(tǒng)，是根據(jù)植物生長技術為農(nóng)作物，特別是蔬菜，在其正常的生長發(fā)育過程中，提供必需的光照、溫度、水分、空氣、養(yǎng)分的環(huán)境空間。由于這些作物生長條件并非單獨與其發(fā)生關系，而是諸因素相互聯(lián)系，相互影響，其中有任一條件不符合其生長需求，作物不能正常生長，甚至死亡。因此，大規(guī)模實施光伏大棚項目具有重要意義。
以用戶側(cè)并網(wǎng)光伏發(fā)電為例，采用非晶硅薄膜電池組成陣列，經(jīng)帶變壓器的逆變器將直流電變換成 0.4KV 頻率 50Hz 正弦波交流電。
一、光伏溫室工作原理
（一）光合作用
光合作用（Photosynthesis）是植物用葉綠素和某些細菌利用其細胞本身，在可見光的照射下，將二氧化碳和水（細菌為硫化氫和水）轉(zhuǎn)化為有機物，并釋放出氧氣（細菌釋放氫氣）的生化過程。
太陽光入射到地球表面包括：紫外線、可見光及紅外線，其中：紫外線占7%（改變植物物質(zhì)結(jié)構(gòu)，具有破壞性），可見光占 71% （提供照明、供植物光合作用），紅外線占 22% （產(chǎn)生熱能）；植物能夠通過光合作用利用無機物生產(chǎn)有機物并且貯存能量。通過食用可以吸收到植物及細菌所貯存的能量。對于生物界的幾乎所有生物來說，這個過程是賴以生存的關鍵。而地球上的碳氧循環(huán)，光合作用是必不可少的。
植物利用陽光的能量，將二氧化碳轉(zhuǎn)換成淀粉，以供植物及動物作為食物的來源。葉綠體由于是植物進行光合作用的地方，因此葉綠體是陽光傳遞生命的媒介。對于綠色植物來說，在陽光充足的白天，它們將利用陽光的能量來進行光合作用，以獲得生長發(fā)育必需的養(yǎng)分。這個過程的關鍵參與者是內(nèi)部的葉綠體。葉綠體在陽光的作用下，把經(jīng)有氣孔進入葉子內(nèi)部的二氧化碳和由根部吸收的水轉(zhuǎn)變成為淀粉，同時釋放氧氣。葉綠體膜上的兩套光合作用系統(tǒng)：光合作用系統(tǒng)1和光合作用系統(tǒng)2，在光照的情況下，分別吸收 680nm和 700nm波長的光子（以藍紫光為主，伴有少量紅色光），作為能量，將從水分子光解過程中得到電子不斷傳遞，最后傳遞給輔酶NADP+。而水光解所得的氫離子則因為順濃度差通過類囊體膜上的蛋白質(zhì)復合體從類囊體內(nèi)向外移動到基質(zhì)，勢能降低，其間的勢能用于合成 ATP 供暗反應所用。
大棚是以玻璃或塑料薄膜等材料作為屋面，全部以透光材料做為屋面和圍墻的房屋，具有充分采光、防寒保溫能力。室內(nèi)可設置一些加熱、降溫、補光、遮光設備，使其具有較靈活的調(diào)節(jié)控制室內(nèi)光照、空氣和土壤的溫濕度、二氧化碳濃度等蔬菜作物生長所需環(huán)境條件的能力。
光伏農(nóng)業(yè)大棚是使用太陽能電池組件作為大棚屋面的主要材料（半透明非晶硅薄膜太陽能電池板）。
光伏發(fā)電系統(tǒng)為實現(xiàn)加熱、降溫、調(diào)光、遮光設備的能源，使其具有較靈活的調(diào)節(jié)控制溫室內(nèi)光照、空氣和土壤的溫濕度、二氧 化碳濃度的溫室，即使在寒冷的季節(jié)，只依靠太陽光來維持室內(nèi)一定的溫度水平，以滿足蔬菜作物生長的需要。
（二） 光伏農(nóng)業(yè)大棚組成
1.大棚結(jié)構(gòu)主體：采用熱浸鍍鋅鋼制骨架。大棚頂部覆蓋材料采用為 1245x635x6mm 非晶硅薄膜光伏組件，其余采用聚碳酸酯板（PC 板）。聚碳酸酯中空板是以高性能的工程塑料及聚碳酸酯（PC）樹脂加工而成，具有透明度高、質(zhì)輕、抗沖擊、隔音、隔熱、難燃、抗老化等特點，是一種節(jié)能環(huán)保型塑料板材，是目前國際上普遍采用的塑料建筑材料。
建筑規(guī)格： 南北45m，東西150m，前屋面高1.5m，后屋面高5.0m，跨度：7.5m，開間 3.3m，天溝高：3.0m，抗雪載：35KG/㎡，抗風載：60KG/㎡。
2.光伏溫室系統(tǒng)可選擇配置：
（1）開窗系統(tǒng)（以達到通風降溫的效果）
（2）濕簾—風機降溫系統(tǒng)（利用水的蒸發(fā)降溫原理實現(xiàn)降溫目的，特制的濕簾能確保水均勻地淋濕整個降溫濕簾墻，空氣穿透濕簾介質(zhì)時，與濕潤介質(zhì)表面進行的水氣交換空氣的顯熱轉(zhuǎn)化為汽化潛熱，實現(xiàn)對空氣的加濕與降溫）
（3）噴霧系統(tǒng)（對于溫室不僅起灌溉作用，還可以起到降溫，調(diào)節(jié)濕度，葉面施肥等作用）LED 植物生長燈（400 ~ 520nm--藍色的光線以及 610 ~ 720nm--紅色光線，對于光合作用最大。520 ~ 610nm--綠色的光線，被植物色素吸收的比率很低）葉綠素 a,b 的吸收峰選擇藍紅 LED 燈，兩種波長的光線，覆蓋光合作用所需的波長范圍。藍色(470nm)和紅色(627nm)的 LED 燈，可以提供植物所需的光線。有效阻擋紫外線對植物的生長影響，發(fā)電的同時確保植物光合作用有效進行。并起到有效的保溫作用。薄膜透光光伏組件構(gòu)成的農(nóng)業(yè)大棚光伏系統(tǒng)，具有保溫、長壽、抗老化、抗紫外線、防塵、暴雨、冰雪等優(yōu)點，有利于植物形態(tài)生成、花果著色及維生素合成, 促進農(nóng)作物提早收獲、提高品質(zhì)、增加產(chǎn)量，從而增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。
三、工程方案
（一）設計依據(jù)
GB/T 19939-2005 光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)技術要求
GB/T 20046-2006 光伏（PV）系統(tǒng)電網(wǎng)接口特性（IEC 61727:2004,MOD）
GB/Z 19964-2005 光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定
GB/T 14549-1993 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波
GB/T 15543-1995 電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度
GB/T 18479-2001 地面用光伏（PV）發(fā)電系統(tǒng)概述和導則
（二）系統(tǒng)設計基本原則
1.節(jié)省系統(tǒng)建設投資，盡可能減小使用功率，減小污染，保護環(huán)境
2.電池板提供的功率應滿足發(fā)電量要求
3.安裝電池板的區(qū)域要滿足系統(tǒng)需要的面積
4.說明光照等氣象條件，提供系統(tǒng)發(fā)電效率
5.避免對太陽能組件的光照遮擋
6.系統(tǒng)設計要求使用的設備與電網(wǎng)兼容
7.系統(tǒng)設計各連接部分要求最小電氣損耗
8. 系統(tǒng)設計滿足接入電網(wǎng)條件和要求
逆變器的直流工作電壓范圍為：450Vdc～900Vdc，最佳直流電壓工作點為：560Vdc。SE-39 光伏組件的最大功率 48.25Wp，最大輸出電壓 46.22V。根據(jù)逆變器最佳直流電壓工作點840V要求，計算光伏組件串接數(shù)量 Ns=14 片。
在電池串聯(lián)后做每10路并聯(lián)匯流，以減少電纜數(shù)量。將若干個太陽電池串聯(lián)、并聯(lián)、匯流，加上保護電路和防雷電路，構(gòu)成一個光伏陣列防雷接線集中箱。
（四）光伏陣列防雷接線集中箱
1.室外使用；
2.接入10路光伏組件串聯(lián)，電流最大約10.8A;
3.接入光伏串聯(lián)電壓最大值750VDC;
4.熔斷器的耐壓值不小于DC1000V；
5.每路光伏串聯(lián)具有二極管防反保護；
6.配有光伏專用高壓防雷器，正極負極都具備防雷功能；
7.采用正負極分別串聯(lián)的四極斷路器提高直流耐壓值，可承受的直流電壓值不小于1000V。
