農光互補項目一般是指利用現有的光伏電站或新建電站在光伏場區種植農作物，近幾年來，國內眾多知名光伏企業逐漸涉足光伏農業項目，大大促進了國內光伏農業項目發展，這些大公司的加入及整個行業的努力，使得光伏農業在前期系統設計技術等方面得到了快速發展，國家在政策方面的支持也將越來越完善。國外對農光互補研究最多的屬歐洲和日本，但研究內容多趨向于對光伏組件與大棚的結合方式、光伏組件類型及發電效率等方面。

農作物對陽光的要求可分為陽性、陰性、耐陰性作物，設計時根據場地面積大小、光伏電站所在地區土地性質、氣候環境特征、光照資源等合理選擇適合光伏廠區的各個季節種植的各類農作物 (圖1)，一般情況下主要有光伏農業種植大棚、光伏養殖大棚等幾種模式，可選擇種植低矮的農作物，或者提高光伏組件高度，保證種植的農作物的高度低于光伏陣列，避免影響光伏發電，以此創造更好的經濟效益和社會效益。

由于農光互補項目，既要保證農業高產量，又要保證發電量及預留運維通道便于后期檢修清洗等作業，因此對方陣的排布設計要求比傳統的光伏電站要高，需要根據農作物的類型對大棚的要求、各種大棚形式確定，然后根據風載荷、雪載荷設計光伏電站及農業大棚的耐久性和壽命，如圖2左所示為某光伏方陣下面種植花卉，右邊圖片為某山東農光互補項目。圖3為某湖北農光互補項目，在已并網電站搭建日光大棚(拱形)種植菌菇類品種，由于菌菇喜陰，大棚包裹了一層遮陽布。此類設計需要考慮前后排光伏組件的遮光度，還需要考慮光伏板的清洗等問題。

圖1 常用植物的生長習性

圖2 左)光伏+花卉種植 右)山東電站農光互補項目

圖3 某湖北電站農光互補(日光大棚結構)

本文針對目前國內正在開展或即將開展的農光互補項目的實際情況，文中主要探討在已經建設的光伏電站中安裝光伏大棚，大棚高度或農作物的生長高度對光伏方陣可能會產生陰影遮擋，需要根據電站所處位置的緯度對影子倍率進行計算。一般光伏方陣的前后間距是按照國標計算，冬至日上午的9時到下午的15時，方陣的前后左右無陰影遮擋計算的。，影子倍率是假設1米的高度障礙物，在某一時刻的南北方向的影子長度，不同的緯度影子倍率不同，高緯度地區，影子倍率較大，低緯度地區，影子倍率較小。對于在現有的光伏電站進行農業種植活動，可參考附件的影子倍率計算值。

假設某大棚擬安裝在方陣與方陣之間，大棚的橫截面為半圓形，半圓形的最高點A離地面的高度為H0，半圓形的中點位置B的離地高度為H1，光伏方陣的離地高度為H2，大棚中心位置距離方陣最佳間距為D，大棚次高點位置距離中心位置為d，如圖1和2所示,根據影子倍率，那么大棚中心離方陣前排的間距D應為：

D=Max((H0-H2)*影子倍率，(H1-H2)*影子倍率+d)，即取兩者的最大值，實際間距應預留運維通道。影子倍率參考表1，原則上使用冬至日上午9時，但是受場地限制的情況下，可采用冬至日10時的影子倍率。

【算例】：

假設某項目地緯度31.88°，如圖1所示，H0=2m，H1=1.73m，H2=1m，d=1m，冬至日上午9時影子倍率為2，那么(H0-H2)*影子倍率=(2-1)*2=2(m); (H1-H2)*影子倍率=(1.73-1)*2+1=2.46(m)，則大棚的中心位置離方陣的前排不宜小于2.46米。

冬至日上午9時影子倍率為1.63，那么(H0-H2)*影子倍率=(2-1)*1.63=1.63(m); (H1-H2)*影子倍率=(1.73-1)*1.63+1=2.19(m)，則大棚的中心位置離方陣的前排不宜小于2.2米。假設光伏方陣的安裝傾角30度，則冬至日9時無遮擋的最佳前后間距為6.15米左右，則大棚占據的寬度為4米，則大棚前端距離前排方陣可留出的空間在1米左右，大棚后端距離后排方陣端點約為1.2米，這兩個間距為運維組件檢修通道。

圖1 大棚形式三維立體圖 

圖2 側視圖

表1不同維度下的冬至日時的影子倍率

表2 當方陣離地高度1米時的大棚距離方陣位置 單位：米

表3 當方陣離地高度0.5米時的大棚距離方陣位置 單位：米

上文講述的是大棚形式的案例，那么對于在光伏支架間隙種植農作物，為了便于農作物種植及光伏電站的維護，光伏方陣的前后排間距一般來說不應小于6米，且光伏組件的下端距離地面的高度一般在1米到1.5米，假設某農作物最高點離地高度H0，光伏方陣的離地高度為H2，如圖3所示，那么農作物離方陣前排的間距應為：(H0-H2)*影子倍率，其中影子倍率參考表4，原則上使用冬至日上午9時，但是受場地限制的情況下，可采用冬至日10時的影子倍率。

當農作物高度小于方陣高度時，農作物和方陣之間預留運維通道即可，一般可預留0.5米-1米左右。若農作物高度不一致，宜以平均高度作為計算依據，如現場方陣的高度低于0.5m時，應根據實際影子倍率，按照比例加大與組件的間隔距離。

圖3 紅色箭頭表示農作物和方陣前排的間距

表4農作物不同高度時，農作物離方陣前排的間距(單位：m)

光伏發電與農業科技相結合，采用農光互補，提高土地利用，增加了經濟效益，由于農業大棚的形式很多，文中僅列舉了在日光大棚結構及方陣之間直接種植兩種方式下，大棚和農作物對光伏陣列的遮光問題，使用影子倍率可簡單計算離方陣的距離，給農光互補項目的建設可提供一定的參考價值。