正在举办的上海世博会上,太阳能光伏发电技术被应用到中国馆、德国馆、法国馆、城市未来馆等多个场馆。
很多人印象中,利用太阳能发电,就要在空旷的地方或建筑物的房顶竖起收集太阳能的电池板。可在南京浦口的一片农田里,蔬菜大棚的屋顶变成了太阳能发电场,棚顶发电,棚内种菜,这在南京还是首次。这种“多功能太阳能光伏温室”,是海归杜荣熠刚刚获得的专利。
玻璃大棚贴层膜就能发电
光伏温室试验田位于汤泉农场。站在远处看,就是4间玻璃大棚;近看,温室的斜坡顶两层玻璃之间贴着一层深桔红色的膜。“这层膜就是电池板。”杜荣熠介绍,由于这种电池板的材质是双面透明导电电极及半透明非晶硅,所以仍可以透进部分光线。
走进大棚可以看到,屋顶的电池板都接通了一根根电线,有几根电线连接着一排led灯,灯只有红色和蓝色,灯下的托盘里种着小青菜。红色和蓝色光线是植物生长最需要的“营养光”,棚内的led灯由屋顶的电池板发电提供电源。
杜荣熠介绍,他在国外留学时,发现太阳能发电技术在国外应用很广。回国后供职于南京高新技术开发区的他突发奇想,“谁说建太阳能发电厂一定要额外占用土地,能不能将蔬菜大棚的棚顶改造成电池板?这样不多占土地,也不影响蔬菜生长。”他想到利用蔬菜大棚,是因为叶菜对光的需求相对少。
高新区和汤泉农场合作,划出了一块农田给杜荣熠做实验。
今年3月底,装上电池板的玻璃大棚建成,首批进棚的是生菜和茼蒿。第一批试种的生菜和茼蒿成熟后,经检验完全合格。目前,这项专利获批,名称为“多功能太阳能光伏温室”。
光伏温室可以变成蔬菜工厂
记者走进其中一间温室,温度计显示,室内温度是43℃。比起种在温室外的空心菜,室内的长势更好,因为空心菜最喜高温。据介绍,太阳光中的紫外线对叶菜生长有害而无利,而桔红色的电池板可以阻挡99%的紫外线。杜荣熠说,他的实验证明,种在温室内的生菜,生长期比种在室外的缩短了约40天。
在另外一间温室里,还有一排类似货架的种植架,红蓝led灯光下,是无土栽培的青菜。杜荣熠说,种植架最高可达6层,也就是说,种植面积是地面种植的6倍。
无土栽培方式主要有水培和基质栽培,即用人工合成的营养液或粉末种菜。无土栽培需要用电来对营养液和基质进行循环使用,多层种植则需要红、蓝灯光给蔬菜补给光线,如果是在光伏温室,用电就不是问题。
汤泉农场科普办公室一位负责人介绍,通过太阳能发电调节温湿度、缩短蔬菜生长期、进行多层次种植,光伏大棚可以变成蔬菜工厂。
期望发电并入国家电网,供市民使用
在温室里,电池板屋顶发的电仅仅用于几十盏led灯,大多数电池板下的输出电线还都空着,电力没有用起来。因为在目前的实验阶段,温室内没有那么多需要耗电的项目。
在杜荣熠的设想中,如果光伏发电温室可以推广,可以将棚顶发的电并入国家电网,供市民日常使用。
一块电池板的大小是1.3米长,1.1米宽,每天能制造1度电。据了解,南京郊区的菜地面积约为12万亩,如果在这些菜地上建大棚,棚顶安装电池板,日发电量至少可以达到1000万度。
光伏温室里,空心菜长势喜人。江瑜摄
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光伏发电走进欧洲百姓家
能源危机和环境污染,让全世界的人都开始探索更环保的能源。早在40年前,欧洲一些国家就开始利用太阳能。如今太阳能光伏发电,已走进欧洲百姓家。
德国是太阳能利用最多的欧洲国家。一位曾在德国留学的南京市民告诉记者,德国很多建筑的屋顶、居民家的院子里都安装了光伏电池板,这些家庭的用电完全可以自给自足。
在德国小镇弗莱堡,有不少能围绕太阳转动,有效收集能量的太阳能屋。无论是50℃的炎炎夏季,还是零下20℃的严寒时节,没有暖气和空调设备的太阳能屋内都能保持15―25℃的宜人温度。在屋内,马桶是无水的,利用高压将排泄物冲出屋外堆积成肥料;浴室排出的污水被净化,循环用于灌溉。这些先进设施的驱动能源就是屋顶、墙面的太阳能光伏发电。
现在在德国,太阳能发电随处可见,甚至有法律规定,新建建筑必须配套建设太阳能发电装置。