光伏农业大棚（光伏温室）是利用光伏发电技术，光伏组件结构设计实现的温室农作物生产系统，是根据植物生长技术为农作物，特别是蔬菜，在其正常的生长发育过程中，提供必需的光照、温度、水分、空气、养分的环境空间。由于这些作物生长条件并非单独与其发生关系，而是诸因素相互联系，相互影响，其中有任一条件不符合其生长需求，作物不能正常生长，甚至死亡。因此，大规模实施光伏大棚项目具有重要意义。
以用户侧并网光伏发电为例，采用非晶硅薄膜电池组成阵列，经带变压器的逆变器将直流电变换成 0.4KV 频率 50Hz 正弦波交流电。
一、光伏温室工作原理
（一）光合作用
光合作用（Photosynthesis）是植物用叶绿素和某些细菌利用其细胞本身，在可见光的照射下，将二氧化碳和水（细菌为硫化氢和水）转化为有机物，并释放出氧气（细菌释放氢气）的生化过程。
太阳光入射到地球表面包括：紫外线、可见光及红外线，其中：紫外线占7%（改变植物物质结构，具有破坏性），可见光占 71% （提供照明、供植物光合作用），红外线占 22% （产生热能）；植物能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量。通过食用可以吸收到植物及细菌所贮存的能量。对于生物界的几乎所有生物来说，这个过程是赖以生存的关键。而地球上的碳氧循环，光合作用是必不可少的。
植物利用阳光的能量，将二氧化碳转换成淀粉，以供植物及动物作为食物的来源。叶绿体由于是植物进行光合作用的地方，因此叶绿体是阳光传递生命的媒介。对于绿色植物来说，在阳光充足的白天，它们将利用阳光的能量来进行光合作用，以获得生长发育必需的养分。这个过程的关键参与者是内部的叶绿体。叶绿体在阳光的作用下，把经有气孔进入叶子内部的二氧化碳和由根部吸收的水转变成为淀粉，同时释放氧气。叶绿体膜上的两套光合作用系统：光合作用系统1和光合作用系统2，在光照的情况下，分别吸收 680nm和 700nm波长的光子（以蓝紫光为主，伴有少量红色光），作为能量，将从水分子光解过程中得到电子不断传递，最后传递给辅酶NADP+。而水光解所得的氢离子则因为顺浓度差通过类囊体膜上的蛋白质复合体从类囊体内向外移动到基质，势能降低，其间的势能用于合成 ATP 供暗反应所用。
大棚是以玻璃或塑料薄膜等材料作为屋面，全部以透光材料做为屋面和围墙的房屋，具有充分采光、防寒保温能力。室内可设置一些加热、降温、补光、遮光设备，使其具有较灵活的调节控制室内光照、空气和土壤的温湿度、二氧化碳浓度等蔬菜作物生长所需环境条件的能力。
光伏发电系统为实现加热、降温、调光、遮光设备的能源，使其具有较灵活的调节控制温室内光照、空气和土壤的温湿度、二氧 化碳浓度的温室，即使在寒冷的季节，只依靠太阳光来维持室内一定的温度水平，以满足蔬菜作物生长的需要。
（二） 光伏农业大棚组成
1.大棚结构主体：采用热浸镀锌钢制骨架。大棚顶部覆盖材料采用为 1245x635x6mm 非晶硅薄膜光伏组件，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）树脂加工而成，具有透明度高、质轻、抗冲击、隔音、隔热、难燃、抗老化等特点，是一种节能环保型塑料板材，是目前国际上普遍采用的塑料建筑材料。
建筑规格： 南北45m，东西150m，前屋面高1.5m，后屋面高5.0m，跨度：7.5m，开间 3.3m，天沟高：3.0m，抗雪载：35KG/㎡，抗风载：60KG/㎡。
2.光伏温室系统可选择配置：
（1）开窗系统（以达到通风降温的效果）
（2）湿帘—风机降温系统（利用水的蒸发降温原理实现降温目的，特制的湿帘能确保水均匀地淋湿整个降温湿帘墙，空气穿透湿帘介质时，与湿润介质表面进行的水气交换空气的显热转化为汽化潜热，实现对空气的加湿与降温）
（3）喷雾系统（对于温室不仅起灌溉作用，还可以起到降温，调节湿度，叶面施肥等作用）LED 植物生长灯（400 ~ 520nm--蓝色的光线以及 610 ~ 720nm--红色光线，对于光合作用最大。520 ~ 610nm--绿色的光线，被植物色素吸收的比率很低）叶绿素 a,b 的吸收峰选择蓝红 LED 灯，两种波长的光线，覆盖光合作用所需的波长范围。蓝色(470nm)和红色(627nm)的 LED 灯，可以提供植物所需的光线。有效阻挡紫外线对植物的生长影响，发电的同时确保植物光合作用有效进行。并起到有效的保温作用。薄膜透光光伏组件构成的农业大棚光伏系统，具有保温、长寿、抗老化、抗紫外线、防尘、暴雨、冰雪等优点，有利于植物形态生成、花果着色及维生素合成, 促进农作物提早收获、提高品质、增加产量，从而增加农业生产效益。
三、工程方案
（一）设计依据
GB/T 19939-2005 光伏发电系统并网技术要求
GB/T 20046-2006 光伏（PV）系统电网接口特性（IEC 61727:2004,MOD）
GB/Z 19964-2005 光伏发电站接入电力系统技术规定
GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波
GB/T 15543-1995 电能质量 三相电压允许不平衡度
GB/T 18479-2001 地面用光伏（PV）发电系统概述和导则
（二）系统设计基本原则
1.节省系统建设投资，尽可能减小使用功率，减小污染，保护环境
2.电池板提供的功率应满足发电量要求
3.安装电池板的区域要满足系统需要的面积
4.说明光照等气象条件，提供系统发电效率
5.避免对太阳能组件的光照遮挡
6.系统设计要求使用的设备与电网兼容
7.系统设计各连接部分要求最小电气损耗
8. 系统设计满足接入电网条件和要求
逆变器的直流工作电压范围为：450Vdc～900Vdc，最佳直流电压工作点为：560Vdc。SE-39 光伏组件的最大功率 48.25Wp，最大输出电压 46.22V。根据逆变器最佳直流电压工作点840V要求，计算光伏组件串接数量 Ns=14 片。
在电池串联后做每10路并联汇流，以减少电缆数量。将若干个太阳电池串联、并联、汇流，加上保护电路和防雷电路，构成一个光伏阵列防雷接线集中箱。
（四）光伏阵列防雷接线集中箱
1.室外使用；
2.接入10路光伏组件串联，电流最大约10.8A;
3.接入光伏串联电压最大值750VDC;
4.熔断器的耐压值不小于DC1000V；
5.每路光伏串联具有二极管防反保护；
6.配有光伏专用高压防雷器，正极负极都具备防雷功能；
7.采用正负极分别串联的四极断路器提高直流耐压值，可承受的直流电压值不小于1000V。
