水和瓦特酿造葡萄酒：采用光伏发电和封闭水循环的浆果种植 - BaWü 的透明光伏组件太阳能解决方案

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发布日期：2024年6月23日 / 更新日期：2024年6月23日 – 作者：Konrad Wolfenstein

该农业光伏系统适用于多种浆果，其水和养分循环完全封闭——图片：弗劳恩霍夫太阳能系统研究所 | Oliver Hörnle

🌞🍇 农业光伏：可持续葡萄栽培的创新解决方案

🌿⚡ 近年来，农业光伏发电与太阳能发电相结合的模式（简称“农光伏”）日益受到重视。这种方法实现了农田的双重利用，既可用于粮食生产，又可同时产生太阳能。尤其是在葡萄种植领域，这项技术似乎为应对气候变化挑战、保障作物长期产量提供了一种极具前景的途径。目前，巴登-符腾堡州正处于这一领域的研究热点，该州正在开展多个试点项目，测试并优化农光伏在葡萄酒种植中的应用。

农光互补的概念并不新鲜。早在1981年，著名的弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（ISE）创始人阿道夫·戈茨伯格教授就提出了这一概念。他的设想是在农作物上方安装太阳能电池板，既能发电又能保护作物。弗劳恩霍夫太阳能系统研究所目前估计，仅需将4%的农业用地用于农光互补，即可满足德国目前的全部电力需求。然而，至关重要的是，光伏发电装置的面积不得超过农业用地的15%，以免对农业生产造成负面影响。

巴登-符腾堡州的“巴登-符腾堡州农业光伏示范区”研究项目便是农业光伏（Agri-PV）成功应用的典范。该项目由州立葡萄栽培和水果种植教学与研究机构魏恩斯贝格分院（LVWO）、弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（ISE）以及其他11个项目合作伙伴共同开展，旨在建设五个农业光伏试点项目。这些试点项目用于研究葡萄种植中发电量与农业产量之间的相互作用。去年，巴登-符腾堡州食品、农村事务和消费者保护部长彼得·豪克在霍伊希林根开设了一个研究中心，该中心正在测试一种利用多种浆果品种的创新型农业光伏系统。该系统的特点是采用完全闭环的水和养分循环，从而最大限度地提高灌木浆果和草莓的资源利用效率。

📊 农业光伏的优势 🌿

光伏屋顶具有诸多优势，尤其适用于葡萄藤和各种水果等对天气敏感的多年生作物。它可以保护植物免受极端天气的影响，例如强烈的阳光、暴雨或冰雹。弗劳恩霍夫太阳能系统研究所 (Fraunhofer ISE) 的研究表明，农业光伏发电可以显著降低植物的灌溉需求。此外，部分遮荫还能改善植物周围的微气候，从而促进植物生长。

农光互补的一大优势在于减少灌溉需求。尤其是在气候变化日益加剧、水资源日益稀缺的今天，这一特性显得尤为珍贵。太阳能电池板提供的部分遮荫有助于保持土壤凉爽湿润，这不仅能提高用水效率，还能减少水分蒸发损失。

此外，农业光伏系统还有助于抵御极端天气事件。例如，由于气候变化，暴雨日益频繁，会对作物收成造成严重影响。太阳能电池板就像一道额外的保护屏障，可以减轻暴雨和冰雹对植物的直接冲击。这对于葡萄等易受此类天气事件损害的敏感作物尤为重要。

🌍 其他国家的成功案例 📈

尽管农业光伏在德国仍处于起步阶段，但国际上的成功案例已证明了这种方法的优势和效率。在中国、印度和法国等国家，农业光伏已经得到成功应用。例如，法国拥有多个大型农业光伏项目，在葡萄园上方安装太阳能电池板，以最大限度地提高能源产量和作物产量。这些项目表明，农业光伏不仅有助于生产可再生能源，还能改善农业生产条件。

⚙️ 技术挑战与解决方案 🔧

尽管农业光伏发电具有诸多优势，但其应用也面临诸多挑战。其中一个关键挑战在于如何平衡透光率和遮光率。太阳能电池板的设计必须确保足够的阳光照射到下方的植物，同时又能产生足够的能量。这时，专为农业应用开发的透明光伏组件就派上了用场。这些组件允许植物生长所需的光线穿过，同时还能发电。

另一个挑战是如何将光伏组件整合到现有的农业基础设施中。安装方案的设计必须确保不会妨碍田间管理。这就需要在光伏系统的设计和布局方面采用创新性的解决方案。

🔭 德国的视角 🌐

德国有望从农业光伏发电中获益匪浅。尤其是在受气候变化影响严重的地区，例如巴登-符腾堡州和黑森州的葡萄酒产区，光伏系统的整合有助于保障农业产量。正在进行的试点项目提供了宝贵的经验和数据，有助于进一步完善这项技术并提高其效率。

未来的发展方向还可以包括将农业光伏发电与其他可持续技术相结合，例如风能发电或沼气发电。这种集成系统可以进一步提高能源效率，并有助于实现更可持续的农业发展。

🌧️🌱 保护植物免受极端天气条件的影响并减少灌溉需求

农业光伏发电是一种很有前景的耕地利用方式，它不仅能更有效地利用农田，还能助力能源转型。通过保护作物免受极端天气的影响并减少灌溉需求，农业光伏发电为当前农业面临的诸多挑战提供了一种可持续的解决方案。尽管德国目前仍处于研发和测试阶段，但国际上的成功案例已经展现了这项创新技术的巨大潜力。如果能获得适当的支持和进一步的研究，农业光伏发电系统有望在不久的将来成为德国农业不可或缺的一部分，从而为保障粮食生产和实现气候目标做出贡献。

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#️⃣ 标签：#农业光伏 #可持续发展 #可再生能源 #葡萄栽培 #气候保护

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🌿📚 研究项目及首个试点工厂落成典礼

🌿💡 作为“巴登-符腾堡州农业光伏示范区”创新研究项目的一部分，魏恩斯贝格州葡萄栽培与果树栽培教学研究机构 (LVWO)、弗劳恩霍夫太阳能系统研究所 (ISE) 以及其他 11 个项目合作伙伴正在巴登-符腾堡州开发和测试五个示范性农业光伏试点项目。2022 年 5 月，首个试点项目在位于霍伊希林根的 LVWO 站点正式启用，巴登-符腾堡州食品、农村事务和消费者保护部长彼得·豪克 (Peter Hauk) 出席了启用仪式。该研究设施的独特之处在于其可持续的理念：它将多种浆果的种植与水和养分的闭环系统相结合，从而实现环境友好且资源高效的生产。

🌿🔬 项目管理和目标设定

“巴登-符腾堡州农业光伏示范区”研究项目由弗劳恩霍夫太阳能系统研究所 (ISE) 牵头，并得到州环境、气候与能源部以及食品、农村发展与消费者保护部的支持，该项目将持续到 2024 年。项目旨在将农业光伏的概念推广为该地区一种高效利用土地且可持续的土地利用方式，尤其着重于推广其在水果和浆果等特色作物种植领域的应用潜力。

🌿🏞️ 中试工厂的技术细节

位于霍伊希林根的试点工厂装机容量为113千瓦峰值，占地约2000平方米。该工厂利用不同的基质，种植并研究了多种浆果，包括覆盆子、蓝莓、醋栗、草莓、鹅莓和黑莓。研究团队正在调查农光互补系统对这些浆果品种种植的影响，并测试不同基质的使用效果，尤其关注无泥炭和低泥炭基质的替代方案。

🌿💧 水资源管理与可持续性

霍伊希林根农业光伏系统的一项关键特性是其闭环水系统。在该系统中，雨水被收集并储存在水库中，然后与淡水混合用于灌溉植物。从浆果种植基质中渗出的多余水分则被收集、处理，并通过太阳能系统进行再利用。这一过程显著减少了化肥的使用，并防止了养分渗入地下水。

🌿🌍 分析和长期目标

该项目全面分析了农业光伏发电在农业和环境方面的兼容性应用。其目标是研究太阳能发电与农业之间的协同效应，并明确该技术大规模应用的法律框架。最终目的是提高人们对农业光伏发电系统的实际认识和应用效果。州政府认为农业光伏发电是应对现代农业和气候变化挑战的前瞻性解决方案。

🌿⚡ 农业光伏发电的优势

农业光伏发电将可再生能源生产和农产品生产结合在同一块土地上。这种方式不仅优化了宝贵土地的利用，还能同时生产粮食和产生可再生能源。这是一种应对当今时代重大挑战的智能且可持续的解决方案。

🌿🍓 对该地区的重要性以及抵御恶劣天气的保护

巴登-符腾堡州的农业景观在德国浆果生产中扮演着核心角色，拥有1500公顷的灌木浆果和2200公顷的草莓种植面积。在该地区开发和应用农业光伏系统有望显著提升可持续性和效率。农业光伏系统兼具农业生产和能源生产的双重功能，具有诸多优势。此外，农业光伏系统还能保护作物免受严寒、冰雹或强光等极端天气的影响。太阳能组件的使用还使得在不降低产量的前提下，可以整合防护网和其他病虫害防治措施。

🌿🔋 利用太阳能

霍伊希林根农业光伏系统的另一项关键优势在于利用了本地生产的太阳能。这不仅为系统本身提供了可持续的电力供应，也为整个LVWO（荷兰国家葡萄栽培和水果种植教学与研究机构）提供了支持：这套约1000平方米的农业光伏系统能够以可持续且气候友好的方式满足LVWO相当一部分的电力需求。在能源价格高企、采购困难的当下，这无疑是该试点项目的又一积极意义所在。

🌿💦 水循环系统及其益处

位于霍伊希林根的农业光伏电站采用闭环水系统，显著提高了效率和可持续性。雨水被系统地收集、储存并用于灌溉。积聚在基质中的多余灌溉水则被回收再利用。这一过程不仅提高了资源利用效率，还防止了过量营养物质污染地下水。这些创新方法不仅有利于生态环境，也为农民提供了切实可行的解决方案，使他们能够在降低运营成本的同时，以更环保的方式进行耕作。

🌿🔍 未来蓝图

“巴登-符腾堡州农业光伏示范区”项目可作为未来兼具能源效率和农业效益的农业系统的蓝图。这些试点工厂的持续成功和评估有助于在德国乃至其他地区推广可持续和环保型农业。该项目通过有针对性的研究和创新技术，展示了农业生产和可再生能源发电如何齐头并进，以应对气候变化的挑战，同时确保可持续的粮食供应。

🌿🌞 为全球可持续发展做出贡献

太阳能发电与资源高效型农业的结合有助于实现可持续未来的愿景。“巴登-符腾堡州农业光伏示范区”项目的研究成果有望推动全球农业向生态与经济平衡的方向发展。这一创新方法表明，粮食生产与日益增长的可再生能源需求相结合是可行的，从而为应对全球挑战做出重要贡献。

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#️⃣ 标签：#农业光伏 #可持续农业 #可再生能源 #浆果种植 #资源效率

🌞🔋 透明光伏组件：面向农业光伏、太阳能停车场和城市凉棚的创新型太阳能解决方案

近年来，可再生能源的开发和整合取得了长足进步。透明光伏组件尤其受到关注。这些创新的太阳能解决方案不仅高效、可持续，而且用途广泛。它们同样适用于农业光伏系统（农光光伏）、太阳能停车场和城市太阳能棚架。让我们来深入了解一下这些引人入胜的技术及其应用。

🌞🔍透明光伏：概述

透明光伏组件与传统太阳能组件的区别在于其半透明性。它们能够在不完全阻挡光线透过的情况下利用太阳能。这是通过特殊的材料和技术实现的，这些材料和技术能够部分吸收太阳光并将其转化为电能，同时允许剩余的光线透过。

🌿🌞 农业光伏：农业与太阳能的协同作用

农业光伏发电是指同时利用农业用地进行粮食生产和太阳能发电。透明光伏组件在这一领域发挥着核心作用，因为它们可以让阳光以最适合植物生长的量透过。

在农业生产中，光照的可用性和分布对植物生长至关重要。通过在田地上策略性地安装透明光伏组件，农民可以调节光照，确保最佳的生长条件。同时，组件产生的电力可以直接供农场使用，也可以并入电网。这种双重用途显著提高了农业生产效率和可持续性。

农光互补系统的另一优势在于其对植物免受极端天气条件的影响。光伏组件如同屏障，保护植物免受强光、冰雹或暴雨的侵袭。这不仅能提高作物产量，还能降低作物受损的风险，并增强农业应对气候波动的能力。

🚗🔋 太阳能停车位：不仅仅是停车位

太阳能停车场是一种多功能设施，近年来变得越来越重要。通过在停车位上安装光伏组件，不仅可以产生额外的能源，还能为用户带来实际的好处。车辆可以免受风吹雨淋，空间也能得到高效利用。

透明光伏组件在此方面具有独特的优势。其半透明特性确保下方区域不会完全昏暗。这提高了能见度，增强了整体的开阔感，从而为停车场使用者创造了一个舒适安全的停车环境。

太阳能停车场也有助于缓解城市热岛效应。混凝土和沥青路面会吸收和反射热量，导致城市地区温度升高。通过在这些路面上安装光伏组件，部分太阳能可以立即转化为电能，减少吸收和反射的热量，从而有助于降低周围环境的温度。

此外，这些系统非常适合集成电动汽车充电站。产生的太阳能可以直接用于给车辆充电，从而进一步减少对化石燃料的依赖，降低碳排放。这在空间有限且多功能利用尤为重要的城市地区尤其有利。

适合：

太阳能停车场和太阳能车棚的太阳能屋顶

🌇🌞 城市太阳能凉棚：美观与可持续性的完美结合

城市太阳能凉棚在城市地区越来越受欢迎。这些结构兼具美观和实用功能，既能遮阳又能同时产生太阳能。透明光伏组件尤其适合这种用途，因为它们既能让自然光穿过，又能提供舒适的遮荫效果。

在城市中心，这些太阳能电池板通常作为创新的能源解决方案，应用于公园、广场或屋顶露台等公共场所。将太阳能电池板融入优雅的凉棚中，不仅美化了城市景观，也有助于能源转型。

透明光伏组件在城市建筑中的一大优势在于其能够使建筑物和其他设施实现能源自给自足。试想一下，如果城市中心的所有公共建筑、广场和交通区域都由太阳能供电，那将是多么壮观的景象。这将显著降低城市对化石燃料的能源消耗。

社会效益也不容忽视。太阳能凉棚为城市居民提供了可以休闲放松的遮荫空间。此类举措不仅促进了可再生能源的使用，还提高了公众对太阳能技术的认识和接受度。

适合：

城市太阳能屋顶 - 带有部分透明太阳能模块的太阳能城市凉棚，是未来绿色智能城市的理想概念

🏛️🔋融入现有结构

尽管透明光伏组件具有诸多优势，但也面临一些挑战。其中最大的障碍之一是如何将这些系统集成到现有建筑结构中。安装透明光伏组件需要建筑师、城市规划师和能源专家密切合作，以确保满足美观、功能和技术方面的要求。

然而，从长远来看，其优势远大于劣势。无论是在农业、停车场还是城市地区，透明光伏组件都是未来的发展方向。它们用途广泛，并能改善环境，其价值不可估量。持续的创新和研发投入正使这项技术变得越来越高效、经济。

总之，透明光伏组件是应对现代能源供应挑战的关键解决方案。它们以美观且高效的方式整合太阳能，不仅有助于以可持续的方式满足我们的能源需求，还能美化我们的环境。

能源供应的未来不仅在于寻找高效经济的解决方案，更在于找到能够和谐融入我们日常生活的解决方案。透明光伏组件便是创新技术如何助力我们朝着这个方向迈进的绝佳例证。

适合：

GiPV：采用部分透明太阳能组件的光伏建筑一体化——光伏建筑一体化

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#️⃣ 标签：#透明光伏组件 #农业光伏 #太阳能停车位 #城市太阳能 #可持续能源解决方案

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