CN116797074A - 一种有机光伏大棚水果种植适应性探究方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机光伏大棚水果种植适应性探究方法及装置，涉及适应性评价技术领域，包括以下步骤：S1：有机光伏电池选型；S2：搭建有机光伏水果种植大棚，设置不同的实验组；S3：观测有机光伏实验组和对照组水果的农业指标；S4：通过农业指标计算水果的种植适应度，并基于所述水果的种植适应度评价有机光伏大棚水果种植的适应性。本发明提出了一种水果种植园区的农光互补发展新方式。此外，本发明通过结合水果在培育过程中如生长周期、产量、单果果重等客观因素，也结合检验人员对水果品质的评价，主客观因素相结合，提高了检验结果的准确性和可复制性。
Description
技术领域
本发明涉及适应性评价技术领域，特别涉及一种有机光伏大棚水果种植适应性探究方法及装置。
背景技术
2016年以来，广西水果产业持续快速发展，成为全国最大的水果种植地。然而，目前当地水果种植园区普遍新能源接入比例较低，对外部电网的依赖程度较高，并不符合发展预期，因此具有显著的农光互补落地应用潜力。在当地发展农光互补工程实践，推进分布式光伏项目建设，既能为当地农民带来经济效益，也能以此为依托探索出一条适合农村分布式光伏可持续发展的有效路径。
有机光伏是近年来发展起来的新型太阳能电池，在建筑光伏一体化，如光伏窗户和光伏大棚领域的应用受到广泛关注。不同于传统无机材料，有机材料的结构化吸收使得半透明有机光伏可以实现太阳能光谱的选择性利用，兼顾光电转换效率和可见光透过率。而如火龙果等许多水果作为喜光作物，有一定的光照需求。因此，可以尝试在半透明有机光伏大棚中进行喜光水果种植，兼顾水果的光照需要和光伏发电，在探索一条光伏与农业有机耦合发展道路的同时，也可以为种植园区有效地节省土地空间。
目前，国内外关于有机光伏大棚水果种植适应性探究方法多为经验判断，没有固定的参数指标，可复制性不高，而且，由于完全依赖经验性的主观判断会造成检验结果对检验人员的经验要求较高，检验人员根据经验和主观的判断虽说是必要的，但是若完全依赖经验的主观判断也同样会导致检验结果的准确度浮动较大和检验手段可复制性不高的情况，也就是说，目前缺乏系统的主客观相结合的统一的可复制的评价标准。
发明内容
针对现有技术中国内外关于有机光伏大棚水果种植适应性探究方法多为经验判断，没有固定的参数指标，可复制性不高，而且，由于完全依赖经验性的主观判断会造成检验结果对检验人员的经验要求较高，检验人员根据经验和主观的判断虽说是必要的，但是若完全依赖经验的主观判断也同样会导致检验结果的准确度浮动较大和检验手段可复制性不高的情况，也就是说，目前缺乏系统的主客观相统一的评价标准的问题，本发明提供了一种有机光伏大棚水果种植适应性探究方法及装置，能够结合水果在培育过程中如生长周期、产量、单果果重等客观因素，也结合检验人员对水果品质的评价，主客观因素相结合，提高检验结果的准确性和可复制性。具体技术方案如下：
一种有机光伏大棚水果种植适应性探究方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：有机光伏电池选型；
S2：搭建有机光伏水果种植大棚，设置不同的实验组；
S3：观测有机光伏实验组和对照组水果的农业指标，所述农业指标包括生长周期、产量、单果果重和品质；
S4：通过所述步骤S3的农业指标计算水果的种植适应度，并基于所述水果的种植适应度评价有机光伏大棚水果种植的适应性。
优选的，所诉步骤S1中的所述有机光伏电池选型为通过光伏电池的颜色选型，且所选有机光伏电池的其他参数保持一致，所述参数包括生产厂家和电池材料。
优选的，有机光伏水果种植大棚的大棚覆盖材质为半透明材质。
优选的，所述步骤S2中，不同实验组之间的控制变量为电池的颜色。
优选的，所述步骤S3中，所述对照组为露天种植的水果，与有机光伏实验组的区别在于是否使用有机光伏大棚，其他实验参数保持一致。
优选的，所述试验参数包括补光灯型号和补光时长。
优选的，所述步骤S3中，水果生长周期指标的定义方法如下：
式中，d为水果一轮生长时间，即从开花到成熟采摘所需的时长(单位：天)；
水果产量指标的定义方法为：
A2＝n
式中，n为水果平均株产量(单位：个)；
水果单果果重指标的定义方法为：
A3＝m
式中，m为抽样水果的平均质量(单位：千克)；
水果品质采用主观判断法，其具体方法为：抽样比较不同有机光伏实验组和对照组水果产品的口感差异，以百分制分别进行评分，并转化为品质指标：
A4＝x％
式中，x为评分。
优选的，所述步骤S4中的种植适应度为：
F＝A1·A2·A3·A4
式中，A1为水果生长周期指标，A2为水果产量指标，A3为水果单果果重指标，A4为水果品质指标。
一种有机光伏大棚水果种植适应性探究装置，应用于如上所述的一种有机光伏大棚水果种植适应性探究方法，包括半透明水果种植大棚、有机光伏电池组，所述有机光伏电池组设于所述半透明水果种植大棚中，所述有机光伏电池组包括若干个有机光伏电池，且所述若干个有机光伏电池有颜色区分，所述半透明水果大棚的棚布为半透明材质。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
提出了一种水果种植园区的农光互补发展新方式，探索了“双碳”目标下新农村的科学发展途径。目前，国内外还没有关于有机光伏大棚水果种植的相关研究，对这一新发展理念的效益缺少评估手段，本发明围绕有机光伏大棚水果种植的适应性评价方式展开，填补了这一领域的空白。此外，本发明通过结合水果在培育过程中如生长周期、产量、单果果重等客观因素，也结合检验人员对水果品质的评价，主客观因素相结合，提高了检验结果的准确性和可复制性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明一种有机光伏大棚水果种植适应性探究方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
针对“双碳”目标下广西水果种植园区电气化转型的需求，需要探索农光互补的可持续发展道路。有机光伏材料的半透明特点可以实现太阳能光谱的选择性利用，兼顾光电转换效率和可见光透过率。而水果作为喜光作物，有一定的光照需求。因此，可以尝试在半透明有机光伏大棚中进行水果种植，兼顾水果的光照需要和光伏发电，在探索一条光伏与农业有机耦合发展道路的同时，也可以为种植园区有效地节省土地空间。
目前，国内外尚无关于有机光伏大棚水果种植的相关研究，对这一新发展理念的效益缺少评估手段。本发明围绕有机光伏大棚水果种植的适应性评价方式展开，填补了这一领域的空白。
在本发明实施例中：
如图1所示，本发明提供如下技术方案：一种有机光伏大棚水果种植适应性探究方法，包括如下步骤：
其特征在于：包括如下步骤：
S1：有机光伏电池选型；
S2：搭建有机光伏水果种植大棚，设置不同的实验组；
S3：观测有机光伏实验组和对照组水果的农业指标，所述农业指标包括生长周期、产量、单果果重和品质；
S4：通过所述步骤S3的农业指标计算水果的种植适应度，并基于所述水果的种植适应度评价有机光伏大棚水果种植的适应性。
本发明实施例中，优选的，在步骤S1中，有机光伏电池选型主要考虑的因素为光伏电池的颜色(不同颜色的太阳能电池片光电转化效率不同，混合一起使用会降低整体太阳能发电的效率和稳定性)，除此之外，电池的其他参数应保持一致，包括生产厂家、电池材料等。
本发明实施例中，优选的，在步骤S2中，不同实验组之间的控制变量为电池的颜色。
根据现有实验总结的经验，水果生长发育和结果过程中红光和蓝光具有不可或缺的作用，但不同波长光的具体效果会受到地区、气候、季节、水果品种等多种因素的影响，没有严格的标准答案。在实际操作过程中，可以考虑使用红色、蓝色、紫色等颜色的有机光伏电池板来搭建有机光伏大棚，作为不同的实验组。
本发明实施例中，优选的，在步骤S3中，对照组指露天种植的水果，与有机光伏实验组的区别在于是否使用有机光伏大棚。
此处需要补充说明的是，本实施例仅关注有机光伏大棚，补光灯的型号、光谱、功率，补光的时间和时长等因素不在此发明实施例讨论范围。
本发明实施例中，优选的，在步骤S3中，农业指标包括生长周期、产量、单果果重和品质。
本发明实施例中，优选的，水果生长周期指标的定义方法为：
式中，d为水果一轮生长时间，即从开花到成熟采摘所需的时长(单位：天)。
水果产量指标的定义方法为：
A2＝n
式中，n为水果平均株产量(单位：个)。
水果单果果重指标的定义方法为：
A3＝m
式中，m为抽样水果的平均质量(单位：千克)。
水果品质采用主观判断法，这也是整个过程中体现主观判断的一个指标，通过检验人员主观判断水果的品质，会填补最终检验结果在主观层面的缺失，也会使得最终的检验结果，也就是最终的水果种植适应度指标具有灵活性，可以根据评价标准以及政策或者人们行为模式以及习惯标准等的变化而使得最终的水果种植适应度的最终评价指标拥有灵活的动态变化性，若没有这一步骤的主观因素的介入，如果只有纯客观性指标的评价，虽说可复制性会大大提高，但是由于缺乏了人为主观因素的介入，会导致最终的评价结果过于死板，无法根据评价标准以及政策或者人们行为模式以及习惯标准等的复杂变化而产生适应性变化。
因此，水果品质采用主观判断法，最终产生水果的种植适应度指标，其具体方法为：抽样比较不同有机光伏实验组和对照组水果产品的口感差异，以百分制分别进行评分，并转化为品质指标：
A4＝x％
式中，x为评分。
此处需要补充说明的是，口感评分标准是相对对照组水果而言，即对照组水果得分为100分，因此其对应A4数值为1。
本发明实施例中，优选的，在步骤S4中，有机光伏大棚水果种植的适应性评价将基于权利要求6所述的指标参数进行。可以采用的一种评价方式为：
F＝A1·A2·A3·A4
通过此式可以比较对照组和不同实验组水果的种植适应度，适应度F的数值越大，其对应组别的实验条件越适合种植水果。
此处需要补充说明的是，有机光伏大棚水果种植适应性评价方法并不局限于本实施例中所述的公式，也可以根据实际情况和不同指标的权重采取其他的评价方法。
另外还需要补充说明的是，在可以预见的实验结果中，F数值最大的组别理应是对照组，即露天种植的水果，因为露天种植可以保证水果植株受到全光谱的日照，而有机光伏大棚会不可避免地遮挡一部分水果植株所需的阳光，导致水果植株发育周期变长、结果率低、口感变差等问题。但这一结果并不意味着有机光伏大棚不适合水果的种植，因为随着新型电力系统的建设和我国农村的低碳转型，农光互补将会是未来的发展热点，但分布式光伏的推进建设可能会与农业用地的需求产生冲突，因此需要找到二者之间的平衡点。传统的无机光伏电池尽管具有转换效率更高的优势，但它是不透明的，因此与火龙果等这类喜光植物的农光互补化种植并不兼容。在此基础上，可以考虑半透明的有机光伏电池，基于土地空间最大化利用的目标导向，在半透明有机光伏下方还可以栽培部分水果，从而实现资源的最大化利用，创造尽可能多的经济效益。本实施例围绕有机光伏大棚水果种植的适应性评价方式展开，为有机光伏大棚农业的后续深入研究奠定了基础。在本发明所述实施例的基础上，后续研究可以继续深入讨论有机光伏大棚水果种植的经济性评价方法和环保性评价方法等
综上所述，提出了一种水果种植园区的农光互补发展新方式，探索了科学发展途径。目前，国内外还没有关于有机光伏大棚水果种植的相关研究，对这一新发展理念的效益缺少评估手段，本发明围绕有机光伏大棚水果种植的适应性评价方式展开，填补了这一领域的空白。此外，本发明通过结合水果在培育过程中如生长周期、产量、单果果重等客观因素，也结合检验人员对水果品质的评价，主客观因素相结合，提高了检验结果的准确性和可复制性。解决了背景技术中提出的问题。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (9)
1.一种有机光伏大棚水果种植适应性探究方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：有机光伏电池选型；
S2：搭建有机光伏水果种植大棚，设置不同的实验组；
S3：观测有机光伏实验组和对照组水果的农业指标，所述农业指标包括生长周期、产量、单果果重和品质；
S4：通过所述步骤S3的农业指标计算水果的种植适应度，并基于所述水果的种植适应度评价有机光伏大棚水果种植的适应性。
2.根据权利要求1所述的一种有机光伏大棚水果种植适应性探究方法，其特征在于，所诉步骤S1中的所述有机光伏电池选型为通过光伏电池的颜色选型，且所选有机光伏电池的其他参数保持一致，所述参数包括生产厂家和电池材料。
3.根据权利要求1所述的一种有机光伏大棚水果种植适应性探究方法，其特征在于，有机光伏水果种植大棚的大棚覆盖材质为半透明材质。
4.根据权利要求2所述的一种有机光伏大棚水果种植适应性探究方法，其特征在于，所述步骤S2中，不同实验组之间的控制变量为电池的颜色。
5.根据权利要求1所述的一种有机光伏大棚水果种植适应性探究方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述对照组为露天种植的水果，与有机光伏实验组的区别在于是否使用有机光伏大棚，其他实验参数保持一致。
6.根据权利要求5所述的一种有机光伏大棚水果种植适应性探究方法，其特征在于，所述试验参数包括补光灯型号和补光时长。
7.根据权利要求1所述的一种有机光伏大棚水果种植适应性探究方法，其特征在于，所述步骤S3中，水果生长周期指标的定义方法如下：
式中，d为水果一轮生长时间，即从开花到成熟采摘所需的时长(单位：天)；
水果产量指标的定义方法为：
A2＝n
式中，n为水果平均株产量(单位：个)；
水果单果果重指标的定义方法为：
A3＝m
式中，m为抽样水果的平均质量(单位：千克)；
水果品质采用主观判断法，其具体方法为：抽样比较不同有机光伏实验组和对照组水果产品的口感差异，以百分制分别进行评分，并转化为品质指标：
A4＝x％
式中，x为评分。
8.根据权利要求7所述的一种有机光伏大棚水果种植适应性探究方法，其特征在于，所述步骤S4中的种植适应度为：
F＝A1·A2·A3·A4
式中，A1为水果生长周期指标，A2为水果产量指标，A3为水果单果果重指标，A4为水果品质指标。
9.一种有机光伏大棚水果种植适应性探究装置，其特征在于，应用于如权利要求1-8任一项所述的一种有机光伏大棚水果种植适应性探究方法，包括半透明水果种植大棚、有机光伏电池组，所述有机光伏电池组设于所述半透明水果种植大棚中，所述有机光伏电池组包括若干个有机光伏电池，且所述若干个有机光伏电池有颜色区分，所述半透明水果大棚的棚布为半透明材质。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |