农业系统技术干部培训教材：光伏技术在农业中的应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周长吉，高秀清 编

图书标签:

• 农业技术
• 光伏技术
• 农业应用
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• 农村能源
• 技术培训
• 农业现代化
• 新能源
• 光伏发电
• 农业工程

出版社： 中国农业大学出版社

ISBN：9787565510649

版次：1

商品编码：11562177

包装：平装

丛书名： 农业系统技术干部培训教材

开本：32开

出版时间：2014-09-01

用纸：胶版纸

页数：180

字数：110000

正文语种：中文

内容简介

　　《农业系统技术干部培训教材：光伏技术在农业中的应用》重点介绍光伏农业技术的国内外发展情况、太阳能光伏发电系统的组成和原理以及光伏技术在农业生产中的应用技术，包括光伏温室技术、光伏水泵提水节水技术、太阳能光伏杀虫灯技术等内容，涵盖了当前光伏技术在农业中应用的重点领域和关键技术，具有很强的针对性和实用性，是农业系统专业技术干部的继续教育教材，也可作为高职院校相关专业等学生的参考教材。

目录

一、光伏农业产业发展概述
（一）光伏农业兴起的背景
（二）光伏农业的概念及内涵
1.光伏农业的概念
2.光伏农业的主要技术类型
3.光伏农业技术的主要特性
4.发展光伏农业的意义
（三）世界光伏农业发展概况
（四）中国光伏农业发展概况

二、太阳能光伏发电系统
（一）太阳能光伏发电系统的工作原理
1.太阳能光伏发电系统的构成
2.太阳能光伏发电系统工作原理
3.太阳能光伏发电系统的特点
（二）太阳能光伏发电系统的运行方式
1.离网运行系统
2.并网运行系统
（三）太阳能光伏发电系统的部件
1.太阳电池组件
2.蓄电池
3.控制器
4.逆变器
（四）太阳能光伏发电系统设计
1.最佳太阳能量的获得
2.负载用电量测算
3.蓄电池容量的确定
4.太阳电池方阵功率的确定
5.逆变器确定
6.控制器确定
（五）太阳能光伏发电系统的安装、维护与管理
1.太阳能光伏发电系统的安装
2.太阳能光伏发电系统的使用
3.太阳能光伏发电系统的日常维护
4.太阳能光伏发电系统的管理

三、光伏温室技术
（一）光伏温室出现的背景
（二）光伏温室的概念及发展现状
1.光伏温室的概念
2.光伏温室的类型
3.光伏温室的发展现状
（三）光伏温室的技术特性
1.光伏温室的透光性
2.光伏温室的保温性
（四）光伏温室的设计
1.设计原则
2.光伏温室屋面倾角的设计
3.光伏温室采光面光伏组件布置数量及布置方案设计
4.案例分析
（五）光伏温室的安装与维护
1.光伏温室屋面安装的一般规定
2.安装施工
3.系统维护
（六）光伏温室运行效益分析
1.建设投资
2.运行费用
3.生产效益

四、光伏水泵提水节水技术
（一）光伏水泵的主要类型及作用
1.光伏水泵的分类
2.直流光伏水泵的工作原理与特点
（二）光伏水泵的结构与工作原理
1.系统的基本构成
2.光伏水泵系统的效率及特性
（三）光伏水泵系统设计
1.光伏水泵系统的结构图
2.变频器主电路及硬件构成
3.光伏水泵最大功率点跟踪（MPPT）设计
4.水泵的选型
5.系统选型步骤
（四）光伏水泵的安装与维护
1.安装准备
2.安装太阳电池方阵
3.安装蓄电池
4.安装控制器和逆变器
5.光伏系统布线
6.水泵的安装
7.注意事项
8.光伏系统安装调试大纲
（五）光伏水泵的应用案例与效益分析
1.广东徐闻地区的光伏水泵扬水系统及其技术经济分析
2.青海省光伏水泵扬水系统及其技术经济分析

五、太阳能光伏杀虫灯技术
（一）太阳能光伏杀虫灯简介
（二）杀虫灯的杀虫原理
1.昆虫的趋光性
2.杀虫灯诱杀原理
3.杀虫灯诱虫的有效范围
（三）太阳能光伏杀虫灯的主要类型
1.根据杀虫灯的灯源分类
2.根据杀虫灯的杀虫方式分类
（四）太阳能光伏杀虫灯的主要组成
1.太阳能光伏组件
2.控制器
3.蓄电池
4.诱集光源
5.灯杆及灯具外壳
（五）太阳能光伏杀虫灯的设计
1.技术要求
2.总体思路
3.设计的内容
4.分功能设备选择
（六）光伏杀虫灯的选择
（七）光伏杀虫灯的安装
（八）太阳能光伏杀虫灯安装检查
（九）太阳能光伏杀虫灯维护

参考文献

精彩书摘

　　《农业系统技术干部培训教材：光伏技术在农业中的应用》：
　　2.太阳能光伏发电系统工作原理
　　晴天时太阳电池接受太阳光，将光能转换为直流电能，产生的直流电能经过控制器控制，输送给蓄电池充电，同时将多余的电能经逆变器转变为交流电输送给负载。晚上或阴雨天时蓄电池组放电，经过控制器控制将直流电能输送给逆变器，经逆变器转变为交流电输送给负载。
　　3.太阳能光伏发电系统的特点
　　（1）太阳能光伏发电系统的优点
　　①安全可靠，故障率低。与水电、火电、核电、风电等能源相比，太阳能光伏发电系统相对简单，无转动部件，所以运行可靠。
　　②使用寿命长。不带蓄电池的系统一次性投资，可保证20年供电。带蓄电池的系统只要5年左右需更换或维护蓄电池即可继续工作。
　　③管理维护简单。系统的设备仅需要很简单的维护，主要是太阳能电池受光面的定期清洁。
　　④部件积木化。光伏发电系统的部件已积木化，用户可根据自己的需要，调整发电系统的容量大小，安装时灵活方便。
　　⑤供电自主性。离网运行的光伏发电系统具有供电的自主性和灵活性，可减少公共电网故障给用户带来的不良影响及危害。
　　⑥高海拔性能。在高海拔处日照增强，光伏发电系统的功率输出也随之增加，因此使用光伏发电非常有利。相反，在高海拔处运行柴油发电机，其发电效率也降低。
　　（2）光伏发电系统的缺点
　　①初始投资大。目前，太阳能光伏发电系统单位发电量的投资比火电、水电、风电的初始投资都要大。
　　②发电不稳定。与火电、水电和核电比较，太阳能光伏发电系统受天气的影响比较大，发电量变化较大，不稳定。
　　（二）太阳能光伏发电系统的运行方式
　　太阳能光伏发电系统分为空间用系统和地面用系统。空间用系统是指安装在太空中的太阳能发电系统，主要运用于卫星、太空探测器等太空设备中的电源系统。地面用系统是指安装在地球表面的太阳能发电系统。农业生产中使用的光伏发电系统主要为地面系统，但随着我国太空探测的深入，在未来空间站进行农作物种植已经不是遥远的未来。这里主要介绍地面系统。地面系统按运行方式分为离网运行系统和并网运行系统两大类。
　　1.离网运行系统
　　离网运行系统是未与公共电网相连接的闭合光伏发电系统，主要应用于远离公共电网的无电地区，为公共电网难以覆盖的边远偏僻农村、牧区、海岛的农牧民提供照明、看电视等基本生活用电，为通信中继站、沿海与内河航标、输油输气管道阴极保护、气象台站、公路道班及边防哨所等特殊处所提供电源。近年来，随着植物工厂技术的不断成熟，用低功耗的LED灯作为光源在完全封闭环境中进行工厂化育苗、蔬菜（食用菌）栽培已经开始应用，在边防哨所、远洋轮船、国际海运等固定或运动的场所利用光伏发电进行植物生产是离网运行系统在光伏农业中应用的典型代表。
　　离网运行系统可分为集中式光伏发电系统（光伏电站）和户用光伏发电系统。
　　（1）集中式光伏发电系统
　　集中式光伏发电系统是指由专用场地、专用机房和专用围栏或围墙、专用的小规模电网等组成的交流光伏发电系统。机房内有专用的设备室和蓄电池室。专用场地用于安装太阳电池方阵，机房用于安装蓄电池、控制器、逆变器等电站设备，围栏或围墙用于保护电站。小规模电网用于将电力输送到用户。大规模光伏温室（温室群）是典型的集中式光伏发电系统在农业生产中应用的实例，温室的采光屋面就是专用的太阳电池板安装场所。
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前言/序言

一、 绿色能源赋能现代农业：光伏技术革新之路 本书深入探讨了光伏技术如何深度融合于现代农业生产的方方面面，旨在为农业系统技术干部提供一套全面、系统、实用的培训教材。从理论基础到实践应用，从技术原理到经济效益，本书力求勾勒出一幅绿色能源驱动下农业现代化发展的宏伟蓝图。 第一部分：光伏技术基础与农业应用前景 1. 光伏发电原理深度解析： 半导体光电效应：详述光伏电池的核心——半导体材料，特别是硅基太阳能电池的工作原理。从晶体硅（单晶硅、多晶硅）的结构特性，到 PN 结的形成及其在光照下的电场效应，层层剖析光子转化为电能的奥秘。 太阳能电池的结构与类型：全面介绍不同类型太阳能电池的结构特点、优势与劣势，包括晶体硅电池、薄膜电池（如非晶硅、碲化镉、铜铟镓硒等）以及新兴的第三代太阳能电池（如染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池）。重点分析其在农业环境下的适用性与发展潜力。 光伏组件与系统构成：阐述太阳能电池片如何组成光伏组件，组件如何串并联形成光伏阵列，以及光伏系统所需的关键部件，如逆变器（集中式、组串式、微型）、支架系统、汇流箱、配电柜、电缆等。讲解各部件的功能、选型原则及安装注意事项。 太阳能资源评估与利用：介绍如何评估特定区域的太阳能资源，包括日照时数、辐射强度、光谱特性等关键参数。讲解测量方法、数据获取渠道以及如何根据当地资源特点进行最优化的光伏系统设计。 2. 光伏技术在农业中的多元应用场景： 农田灌溉系统：重点介绍太阳能光伏水泵系统。分析其组成（光伏阵列、水泵控制器、直流/交流水泵）、工作原理、优势（节能、环保、独立运行）以及在不同规模农场、不同灌溉方式（滴灌、喷灌、涌灌）下的应用案例。提供水泵选型、系统设计与安装的指导。 农业设施供电：探讨光伏系统在温室大棚、畜禽养殖场、农产品烘干、冷藏保鲜库等设施中的应用。分析如何利用光伏发电满足这些设施的照明、加热、通风、机械设备运行等用电需求。介绍离网型与并网型光伏系统的设计要点。 农产品烘干与加工：详细介绍太阳能光伏热利用与光伏发电结合的农产品烘干技术。包括太阳能集热器与光伏发电集成系统，以及纯光伏驱动的烘干设备。分析其在粮食、果蔬、药材等不同农产品烘干过程中的应用效果、能耗节约与品质提升。 渔光互补与农光互补：深入解读“渔光互补”和“农光互补”模式。分析光伏板架设在渔塘或农田上，实现能源生产与水产养殖/农作物种植的双重效益。探讨其对水质、养殖/种植模式、光照管理、生态环境的积极影响，以及技术实现的关键要素。 智慧农业与物联网结合：阐述光伏系统如何为农业物联网设备（传感器、摄像头、控制器、无人机充电站等）提供稳定可靠的电力供应。介绍如何通过光伏系统结合数据采集与分析，实现精准农业管理，提高生产效率。 农村生活用电与公共服务：分析光伏技术在解决农村地区无电或缺电问题、为村庄公共设施（如路灯、通信基站、医疗站）供电方面的作用。 第二部分：光伏农业系统设计、安装与运维 1. 光伏农业系统设计原则与方法： 需求分析与负荷计算：指导技术干部如何根据农业生产的具体需求（灌溉量、设备功率、运行时间、温湿度控制要求等）进行精确的用电负荷计算。 场地评估与选址：分析影响光伏系统安装的因素，包括场地面积、坡度、朝向、遮挡物（树木、建筑物、地形）等。讲解如何进行现场勘测，评估最佳安装位置与角度。 系统类型选择（并网/离网/混合）：根据农业生产的用电特性、电网接入条件及经济性，选择最适合的系统类型。详细介绍并网、离网及混合系统的设计考量。 关键设备选型：提供光伏组件、逆变器、储能电池、控制器、水泵、支架等关键设备的详细选型指南。讲解影响选型的技术参数、性能指标及可靠性评估。 安全与防雷设计：强调光伏系统安装的电气安全规范，包括接地、绝缘、过载保护等。讲解太阳能发电系统的防雷设计原则与方案。 2. 光伏农业系统安装技术与规范： 组件安装：介绍不同类型支架（地面固定支架、倾斜支架、跟踪支架、屋顶支架、水面漂浮支架）的安装流程、固定方式及承重计算。讲解组件的安装顺序、紧固要求及接线规范。 逆变器与控制器安装：指导逆变器、汇流箱、控制器等电气设备的安装位置、固定方式、布线要求及环境适应性。 电缆敷设与连接：详细介绍直流侧与交流侧电缆的选型、敷设方式（明敷、暗敷）、防护要求及连接方法。强调防水、防潮、防鼠咬等措施。 储能系统集成：讲解锂离子电池、铅酸电池等储能设备的安装、连接、电池管理系统（BMS）的配置及安全防护。 系统调试与并网测试：提供详细的系统调试步骤，包括单体测试、集成测试、功能测试及性能测试。讲解并网系统的并网检测流程与技术要求。 3. 光伏农业系统运行与维护： 日常检查与维护：列出光伏系统日常运行中需要检查的项目，如组件清洁度、线路连接、设备外观、运行参数（电压、电流、功率）等。 组件清洁与维护：讲解组件清洁的方法、频率及注意事项，以确保发电效率。 设备故障排查与维修：提供常见故障（如发电量下降、逆变器报警、线路中断等）的诊断方法与维修技巧。 性能监测与数据分析：介绍如何通过监控系统（如手机APP、电脑平台）实时监测光伏系统运行状态，并进行历史数据分析，评估系统性能与预测维护需求。 安全操作规程：强调光伏系统运维过程中的安全操作规程，包括高空作业、电气安全、设备检修等。 第三部分：光伏农业的经济效益、政策支持与未来展望 1. 光伏农业的经济效益分析： 发电成本与度电成本：分析光伏系统的初始投资、运行维护成本，并计算其度电成本。 投资回报与经济模型：介绍不同的经济模型，如自发自用、余电上网、全额上网等。计算光伏项目的投资回报期、内部收益率（IRR）等关键财务指标。 节能减排效益：量化光伏系统在替代传统化石能源方面的节能效果和减少温室气体排放的环保效益。 提升农产品附加值：探讨光伏技术在改善农产品品质、延长保鲜期、实现绿色认证等方面带来的附加价值。 案例分析：提供多个不同类型的光伏农业应用案例，详细分析其经济效益、投资规模、回报周期及成功经验。 2. 国家与地方政策支持解读： 补贴政策：梳理国家及地方政府对太阳能光伏发电、农业现代化、农村能源转型等方面的补贴政策、财政奖励措施及税收优惠。 项目审批与备案：介绍光伏农业项目在不同地区、不同规模下的审批流程、备案要求及相关法律法规。 电网接入政策：解读电网公司关于分布式光伏发电接入的政策规定、技术要求及并网流程。 绿色金融与项目融资：介绍绿色信贷、项目融资、保险等金融工具在支持光伏农业发展中的应用。 3. 光伏农业的未来发展趋势： 智能化与集成化：分析光伏技术与人工智能、大数据、物联网等前沿技术的深度融合，实现更高效、更智能的农业生产。 新型光伏材料与技术：探讨钙钛矿、有机光伏等新型高效、柔性、透明光伏技术的农业应用潜力。 储能技术的进步：分析高密度、长寿命、低成本储能技术的发展对光伏农业系统可靠性与经济性的影响。 农业生态与环境保护：展望光伏农业在促进农业可持续发展、改善农村生态环境、推动乡村振兴战略中的更大作用。 国际交流与合作：分享国际上光伏农业发展的先进经验与技术，促进国内技术创新与应用。 本书结构清晰，逻辑严谨，语言通俗易懂，配有大量的图表、案例和技术数据，旨在使农业系统技术干部能够快速掌握光伏技术在农业中的应用知识，提升专业技能，为推动我国农业绿色转型和高质量发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

读者A的评价： 这本书的排版简直是场灾难，装帧拿到手就感觉松松垮垮，内页纸张的质量也让人不敢恭维，那种廉价的纸张反光度很高，长时间阅读眼睛非常容易疲劳。更要命的是，章节之间的逻辑衔接混乱得让人摸不着头脑，有时候感觉像是在看好几本不同作者拼凑起来的资料汇编，而不是一部系统性的教材。作者似乎过于沉迷于罗列技术名词和行业术语，却没有花足够的心思去解释这些概念是如何在实际的农业生产场景中协同工作的。比如，介绍到某个新型的灌溉控制系统时，对硬件参数的描述非常详尽，但对于这个系统如何集成到现有的农田管理流程中，如何应对突发的天气变化，则避而不谈，留下一堆模棱两可的描述。这样的叙述方式，对于初学者来说，无疑是劝退的门槛，让他们在面对复杂工程问题时，除了死记硬背那些生硬的公式和型号外，根本找不到解决问题的思路和方法论。我期待的是一本能提供实战指导的工具书，而不是一本充满印刷错误的术语词典。对于一本标榜“技术干部培训”的教材而言，内容的深度和实用性都远远达不到应有的水准，更像是一份草率的行业概览。

评分☆☆☆☆☆

读者C的评价： 全书的案例分析环节，是这本书最让人感到困惑和沮丧的部分。案例的选择非常陈旧，似乎是基于五年前甚至更早的试点项目数据整理而成，这些案例与当前国内主流农业技术装备的发展水平已经严重脱节。举例来说，书中详细介绍了一个基于GPRS模块进行数据回传的远程监控系统，这在今天看来已经是落后于时代的方案了，现在的主流早已转向了低功耗广域网（LPWAN）或5G物联网技术。更糟糕的是，即便是这些老旧案例，其数据呈现方式也极其不规范，图表标注不清，坐标轴缺失单位，让读者完全无法对案例的实际效益进行有效评估。我试图通过这些案例来映射我所在地区的实际情况，但发现无论是环境参数设定，还是农作物类型选择，都与我熟悉的北方旱地农业或南方水稻种植体系格格不入，缺乏足够的地域适应性探讨。一本优秀的教材应当提供的是一个思考的框架，而不是一堆过时的、无法复制的“标准答案”。这使得这本书在作为实际操作指南时，显得力不从心。

评分☆☆☆☆☆

读者D的评价： 从教学方法的角度来看，这本书的组织结构完全没有遵循成人学习的规律。它更像是一部写给大学本科生的知识点罗列，缺少了对已有工作经验的尊重和调用。书中大量的纯文字描述，没有辅以足够的视觉辅助材料，比如流程图、结构示意图、关键设备剖面图等。在讲解复杂的传感器网络部署时，纯粹依赖冗长的文字来描述节点间的相对位置和通信拓扑，这极大地增加了读者的认知负荷，使得学习效率低下。我希望教材能提供更多“做中学”的机会，比如在每个模块结束后，增加一些需要读者动手计算或初步设计的小练习，或者提供一个虚拟环境下的模拟操作指南。然而，这本书几乎完全依赖于被动的接受信息，缺乏互动性和参与感。对于需要快速掌握新技能以应对工作压力的技术干部而言，这种“填鸭式”的教学法显然是效率低下的，它没有真正激发读者的主动探索欲望，仅仅是把信息塞给了我们，而没有教会我们如何有效地消化和运用这些信息。

评分☆☆☆☆☆

读者E的评价： 这本书在跨学科内容的整合方面做得相当不到位，尤其是在涉及到政策法规和经济效益分析的部分，显得尤为薄弱和不专业。例如，在讨论光伏发电上网的激励政策时，只是笼统地提到了“享受国家补贴”，却对不同省份的并网细则、电价结算周期、以及涉及到的农业补贴项目间的兼容性问题只字未提，这些都是技术干部在项目落地时必须面对的现实壁垒。此外，关于投资回报率（ROI）的估算，书中提供的财务模型过于理想化，完全忽略了土地流转成本、贷款利息波动、以及农产品市场价格的不确定性等核心风险因素。一本实用的技术教材，必须将工程技术与项目经济性、合规性紧密结合起来，因为脱离了经济可行性和政策环境的技术方案，在现实中是无法实施的“空中楼阁”。这本书在弥合技术可行性与商业可行性之间的鸿沟方面，做得远远不够，留给读者的更多是技术上的憧憬，而非项目落地的信心。

评分☆☆☆☆☆

读者B的评价： 这本书的理论深度和广度实在让人有些失望，它更像是一份面向市场营销人员的入门宣传册，而不是提供给专业技术人员深入学习的教材。书中对某些前沿概念的阐述流于表面，缺乏必要的数学推导和物理原理支撑，读者很难从根本上理解这些技术背后的驱动力。例如，关于能源效率优化的章节，只是简单地提到了“要使用更高效的逆变器”，却完全没有涉及不同拓扑结构逆变器在农业复杂负荷下的动态响应差异，更别提如何根据农作物的生长周期曲线来动态调整能源分配策略了。这种蜻蜓点水式的讲解，对于那些已经具备一定电气或自动化基础的干部来说，价值非常有限。阅读过程中，我一直在寻找那种能够激发思考、促使我跳出既有框架去设计创新方案的“火花”，但遗憾的是，通篇下来，更多的是对现有成熟技术的平铺直叙，缺乏对未来技术发展趋势的批判性分析和前瞻性预判。如果教材的定位是培养具备创新能力的干部，那么这种“安全”的叙述方式是远远不够的，它培养出来的只会是熟练的模仿者，而非真正的开拓者。