硅业在线赢硅网3月14日讯　地处日本群马县北部的沼田市利根町四周，赤城山、皇海山等名山环绕，80%以上是山林。原来以高寒地蔬菜为主体的农业和林业繁荣，但近年来，当地的人口一直在加速减少。

　　利根町的砥山地区是二战后开拓的，曾经有10户农家在此经营奶业，之后，蔬菜、苹果种植逐渐兴旺。但因为后继无人和老龄化，农户数量现在已经减少到6家，弃耕地越来越多。据称随之野生动物对于农业的危害也与日俱增，陷入了恶性循环。

　　在这种情况下，总部设在沼田市利根町的椎坂建设公司，租借当地的4ha弃耕地，开展了荞麦种植与光伏发电兼顾的“太阳能共享”业务。如果太阳能共享能够步入正轨，使农户的收入增加，将能够为农田再生和培养接班人作出贡献。该公司拥有优秀的坡面和土木施工技术，将这些技术应用于光伏发电的建设并涉足农业领域，对其经营的多元化也有利。

　　2015年7月31日，输出功率约1.1MW的“沼田市利根町光伏电站”开始发电，几乎同时，在太阳能电池板的下面播下了荞麦种子(图1)。

　　

　　图1：2015年7月底在太阳能电池板的下面播下了荞麦种子(摄影：椎坂建设)

　　“藤架式百万光伏电站”发电并种植荞麦

　　2013年3月，随着日本农林水产省发布“关于推广太阳能共享的方针”，各地积极建设了营农型光伏电站，但输出功率超过1MW的大规模太阳能共享项目还不多见。

　　太阳能共享是指在高处设置的太阳能电池板下面种植农作物。对为安装架台而要在地面固定支柱的基础部分的农田，要作临时转用。但需要满足因发电设备遮挡而造成的农作物减收要小于20%的条件。反过来说就是，售电收入若能超过农业减收的20%，该土地就能增加收入。

　　目前日本建设的太阳能共享大致分为两个类型：一类是在农田上等间距设置支柱，以一定的间隔固定类似于藤架的小型太阳能电池板。另一类是在可动式架台上固定阵列(电池板的设置单位)，可随太阳改变设置角度的跟踪式架台系统。“沼田市利根町光伏电站”采用了“藤架式”。两种方式都是1根支柱支撑多张电池板，距离地面有足够的高度，因此可以保证种植农作物的空间。

　　“沼田市利根町光伏电站”由日本亚洲集团旗下的JAG国际能源(东京都千代田区)承担施工管理(CM)业务。设计、采购及施工(EPC)服务由佐田建设(前桥市)负责，架台和电气设备的设计施工由E-TOP(东京都千代田区)负责。太阳能电池板为日能兴产制造，逆变器(PCS)为田渊电机制造(图2)。

　　

　　图2：JAG国际能源负责施工管理，佐田建设负责EPC(摄影：日经BP社)

　　设置1万张100W小型电池板

　　太阳能电池板的输出功率为100W/张，每张尺寸为横向132cm、纵向51cm的长方形，重量为8kg/张。电池板在距离地面约3m的高度设置了1万1040张，像藤架一样留有间隙(图3)。249张作为1个阵列排成1列，共有49个阵列。其特点是在架台上固定后，设置角度仍可在20～60度的范围内变动。

　　

　　图3：电池板(132cm×51cm，8kg)为1张100W，在距离地面约3m的高度，像藤架一样留出缝隙排列(摄影：日经BP社)

　　架台由单管组合建成。基础为螺旋桩(直径为76.3㎜)，钻桩深度为1.6m。桩基到电池板架台的支柱(直径为60.5㎜)的高度为3.6m，以横向3.5m、纵向3.75m的间隔垂直设置。安装电池板的横向(梁)单管(直径为48.6㎜)附有转杆，可以用来调整每个阵列的电池板设置角度。

　　电池板之间的间隙为横向43cm，纵向因设置角度而异，设置角度为20度时，间隙约为70cm。据称，这样设置的结果，是全年的遮光率大致为3成左右。

　　这些光伏发电设备的下面种了荞麦。对于选择荞麦的理由，椎坂建设的技术顾问诸田正喜列举了以下五点：(1)农业初学者容易上手，有望获得一定的产量;(2)当地有种植荞麦的技术指导员;(3)从播种到收获的机械化程度高;(4)从种植到生产荞麦粉均可自主完成，在今后可以销售荞麦粉，容易实现农业生产者完成从加工到销售全程的“农业六次产业化”;(5)荞麦花很漂亮，今后可以与老神温泉合作开展旅游项目。

　　荞麦产量没有达到目标

　　2015年7月31日，电站开始发电并同时播下了种子，荞麦于9月上旬开花(图4，图5)。在11月之前完成了收割(图6)。虽然是初学者比较容易上手的农作物，但因是第一次种植，可谓连连出错。但在荞麦种植专家的指导下，最终还是有收获的。并且自主磨粉装了袋。因为第1年的主要是为了验证，所以面粉作为试用品赠送给了相关人士。

　　

　　图4：2015年9月上旬，荞麦开花了(摄影：椎坂建设)

　　

　　图5：计划2016年度从荞麦花中采蜜(摄影：椎坂建设)

　　

　　图6：在2015年11月之前使用联合收割机收割(摄影：椎坂建设)

　　虽然有收获，但产量仅为10公亩28kg，约为目标“10公亩45kg”的一半。产量少有多方面的因素。可以看到的因素是倒伏、鹿和野猪等动物的踩踏等。而且，播种的时间和量也可能不够合适。

　　为此，考虑在2016年度采取以下改善计划：(1)播种时间从7月底改为8月上旬，增加两成的播种量，以使产量达到10公亩120kg;(2)为避免氮肥过量造成倒伏，停止向部分农田施堆肥;(3)为防止动物破坏将设置电栅栏，以上将作为2016年度的国库辅助事业实施;(4)播种后不再使用拖拉机盖土。2015年使用拖拉机盖土后，被轮胎碾过的荞麦没有发芽。在征求专家等的意见后，该公司断定播种后无需盖土，荞麦也可以正常发芽、生长。

　　发电量超过计划4.5%

　　另一方面，光伏发电事业进展顺利。发电于2015年8月开始，到10月份已累计发电33万1520kWh，超过原计划(31万7327kWh)4.5%。

　　日常的运营管理使用LaplaceSystem(京都市)的光伏发电测量显示及远程监控系统(签订了SolarLinkARCHAPS服务协议)，每天在公司内部的电脑上进行监控。

　　另外，还在与E-TOP就签订O&M业务委托协议在协商。

　　对于电站的情况，椎坂建设的高管每天一早都会目测确认。实际上建设光伏电站的农田属于高管个人所有，出租给了公司。因此，这位高管就住在附近，在每天上班之前都会走到跟前看一下电站的情况。

　　关于设置角度，在竣工之初，所有电池板均为20度，之后利用可变的特点，对不同区域调整为了20度、25度和30度3种类型。各区域都要以这些角度为基准，根据太阳中天高度的变化逐月调整角度。该公司将利用1年的时间，验证角度对发电量增减的影响，从第2年开始按月采用最佳角度。据称调整电池板角度只需要一个人工作半天即可全部完成(图7)。

　　

　　图7：用来调整每个阵列的设置角度的转杆(摄影：日经BP社)藤架式架台使建设成本增加3成

　　在9月中旬收割荞麦后，播种了白三叶草、油菜花和紫云英(图8)。油菜花可以榨油，紫云英可以通过与根系共生的根瘤菌固定空气中氮气，为农田提供绿肥。

　　

　　图8：收割荞麦之后播下了白三叶草的种子(摄影：日经BP社)

　　种植这些开花植物是因为有采蜜的计划。该公司计划从2016年度开始饲养蜜蜂，利用荞麦花和之后种植的花草来采集蜂蜜。诸田说：“来自荞麦花的‘荞麦蜂蜜’营养价值高，有益于增进健康，成为了街头巷尾的热门话题，我们希望和荞麦一起，研究蜂蜜的商品化。”

　　对于荞麦的产量，诸田认为：“只要从第2年开始改进种植方法，完全可以达到减收率小于20%的临时转用标准”。该公司正在设计名为“太阳与光皇海山麓荞麦”的荞麦面粉包装(图9)。卖点是无农药种植和太阳能共享。

　　

　　图9：设计了“太阳与光皇海山麓荞麦”的荞麦面粉商品包装(摄影：日经BP社)

　　虽然在光伏发电和荞麦种植上取得了成果，但诸田表示，今后要想将太阳能共享作为一项业务开展，“削减太阳能电池板的设置成本会成为课题”。此次的总事业费约为4.1亿日元。比一般百万光伏电站的建设成本1MW约3亿日元，高出了3成以上。

　　原因在于架台的成本。一般的太阳能电池板可以用1个架台支撑2张，而电池板较小的藤架式太阳能共享为1个架台支撑1张。使用单管架台时，单管的数量远远多于一般的野外光伏电站，工时也会成比例增加。这次的架台虽然采用的是中国制造的单管，但因为数量多，还是未能避免成本的增加。

　　能否通过改进架台设计遏制成本增加?怎样利用共享的增收，以及椎坂建设推行的“农业六次产业化”提高附加值?这些或将成为今后进一步推进太阳能共享的关键。

 

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