智慧農業(yè)光伏大棚通過集成光伏發(fā)電與農業(yè)種植功能，實現土地資源的高效利用與能源生產的協同優(yōu)化。其核心在于構建能源-生產耦合優(yōu)化模型，通過數據驅動的決策支持，平衡光伏發(fā)電效率與農作物生長需求，推動農業(yè)向低碳化、智能化方向發(fā)展。
模型的基礎是多源數據感知網絡。在大棚頂部與立面部署光伏組件，同步安裝光照度、溫濕度、土壤酸堿度及二氧化碳濃度傳感器，實時采集環(huán)境參數與光伏發(fā)電數據。例如，某光伏大棚項目通過在大棚內布置200余個傳感器節(jié)點，實現每分鐘級的數據更新，為后續(xù)分析提供高密度數據支撐。光伏組件發(fā)電數據與農作物生長數據通過工業(yè)物聯網協議上傳至邊緣計算網關，進行初步清洗與壓縮，減少數據傳輸壓力。
能源-生產耦合模型需實現光伏發(fā)電與農業(yè)生產的動態(tài)匹配。通過分析歷史發(fā)電數據與作物需光規(guī)律，模型可優(yōu)化光伏組件透光率配置。例如，在食用菌種植區(qū)，采用低透光率光伏組件，滿足菌類生長對弱光環(huán)境的需求，并且提高發(fā)電效率；在葉菜類蔬菜種植區(qū)，采用可調節(jié)透光率的光伏幕墻，根據作物生長階段動態(tài)調整光照強度。某實驗大棚通過該策略，使食用菌產量提升，光伏發(fā)電效率提高。此外，模型可結合天氣預報數據，預測未來光照強度與發(fā)電量，動態(tài)調整農業(yè)設備用電優(yōu)先級。例如，在陰雨天氣，優(yōu)先保障灌溉與溫控設備供電，暫停非必要照明。
設備協同控制是耦合模型的關鍵環(huán)節(jié)。通過在通風機、灌溉泵、補光燈等設備上加裝智能控制器，模型可基于環(huán)境參數與作物生長模型，自動調節(jié)設備運行狀態(tài)。例如，當大棚內溫度超過作物生長閾值時，模型自動啟動通風機并調整光伏組件角度，增加遮陽面積；當土壤濕度低于設定值時，模型結合光伏發(fā)電余量，智能調度灌溉泵運行時長。某光伏大棚通過該策略，使單位面積能耗降低，農作物產量提升。
模型還需具備故障預警與能效評估能力。通過建立設備健康度模型，系統可實時監(jiān)測光伏組件、逆變器及農業(yè)設備的運行參數，預測潛在故障風險。例如，當某光伏組件輸出功率持續(xù)低于基準值時，系統自動觸發(fā)工單并推送至運維人員，避免發(fā)電效率下降。模型可按日、周、月生成能效分析報告，對比不同作物種植模式下的能源消耗與產出效益。例如，某大棚通過分析發(fā)現，種植有機草莓的能源回報率高于傳統蔬菜，據此調整種植結構，實現經濟效益與能效雙提升。
伏鋰碼云平臺在此領域展現了技術賦能價值。其自主研發(fā)的農業(yè)能源-生產耦合優(yōu)化系統，支持光伏組件、傳感器與農業(yè)設備的協議適配與數據互通，通過數字孿生技術構建大棚三維能耗模型。例如，某大型農業(yè)企業(yè)利用伏鋰碼平臺搭建了耦合優(yōu)化平臺，整合光伏發(fā)電、環(huán)境監(jiān)測與作物生長數據，實現跨系統策略聯動。平臺還可通過低代碼開發(fā)工具，支持用戶自定義控制規(guī)則，例如根據作物市場價格動態(tài)調整光伏發(fā)電與農業(yè)用電的優(yōu)先級。
在智慧能源管理領域，伏鋰碼曾為某生態(tài)農業(yè)園區(qū)光伏大棚提供智慧能源管理方案。通過部署500余個傳感器節(jié)點與智能網關，系統實現了對20個光伏大棚的實時監(jiān)測與動態(tài)調控。項目實施后，該園區(qū)年光伏發(fā)電量提升，農作物單位面積產值增加，碳排放降低。
