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▌FX2000 光纤光谱仪 | 农业大棚辐照度测量


         


      背景
      农业光伏大棚是集太阳能光伏发电、智能温控、现代高科技种植为一体的温室大棚。在我国现代化农业的发展过程中,生态农业光伏大棚因其诸多优点逐渐被广泛重视。
      农业光伏大棚利用棚顶进行太阳能发电,棚内发展高效生态农业,不仅不额外占用耕地,实现原有土地增值,而且将生态农业与绿色发电结合,最大限度利用资源,在获取高效农业、绿色发电经济效益的同时,实现节能减排的社会效益。
      
图1,农业大棚展示


      常用光伏大棚组件有双玻晶硅透光组件和双玻薄膜组件两种。
      1、双玻晶硅透光组件
      双玻晶硅透光组件在农业大棚应用中与其在地面电站的作用相似,低成本高发电量。
      2、双玻薄膜组件
      双玻薄膜组件的弱光性较好,在阴雨天的发电能力相对较强,而且从其光谱透过率上来看能隔离紫外线等有害光线,又能透过对植物生长有利的红蓝光线,对植物的光合作用和光周期效应有显著效果。
      
      
图2,植物光合作用吸收光谱


      数据分析
      植物光合色素对蓝光和红光的吸收最强,利用率最高,因此太阳光谱在400~520nm(蓝光)和610~720nm(红光)区间,最有利于植物生长。
      对光伏大棚顶棚所用的双玻薄膜组件的透光性进行检测,是为了确保薄膜组件的遮挡不影响大棚内作物生长,如果薄膜透过率较低,可采用屋顶薄膜太阳能电池板和普通透明玻璃间隔排列或采用LED灯补充植物需要的光谱的方式,达到植物生长的光环境。
      本案例中采用复享光学光纤光谱仪对双玻薄膜组件的透过率进行检测,所得谱图如下:
图3,双玻薄膜透过率谱图


      从图中可以看出,双玻薄膜组件对紫外光的阻挡较明显。对植物生长所需要的蓝光部分透过率较低,对红光部分透过率约为15%,基本能够满足植物生长需求,生产中也可根据需要补充光照。
      同时薄膜组件对红外光部分透过率较高,有利于大棚内热量保持,维持反季节温差。
      
结论
      利用复享光学FX2000系列与NIR系列光谱仪,能够快速有效的检测农业大棚薄膜的透过率,有利于大棚建材的质检及棚内补光的指导工作。