芒种时节，陕西礼泉县昭陵镇试验田里的小麦迎来丰收。西北农林科技大学教授张睿站在两排光伏板间向《中国能源报》记者介绍：“这片‘旱腰带’上的薄田，亩产预计有800斤。”
三年前，这里还是农民嘴里“种一收半”的非水浇地，冬小麦亩产长期徘徊在400到600斤。那时，一个200兆瓦的农光互补项目获批，准备落地于此。但随后国家多部门联合发文，为农光互补划出一道明确的标准线。这意味着“重发电、轻农业”的模式不再被允许。
如今，这135亩试验田上方，光伏组件与透散射玻璃板交错排列，板下麦穗已弯了腰。一个中德联合研发的“粮食增产型农业光伏”模式，正在关中平原北缘这条干旱少雨的“旱腰带”上，同时解决了庄稼增产和多发电的问题。
用先进技术攻克难题
礼泉县位于渭北塬区，常年干旱少雨，年均降水量不足450毫米，被称为“渭北旱腰带”。在这非水浇地上种冬小麦，亩产三四百斤是常事，低产田效益并不好。
2022年底，国能礼泉西岭200MW农光互补发电项目获批，对这片长期缺少工业支撑的旱塬来说，光伏租金加上务工收入成为看得见的机会。
但项目推进之际，新的政策标准也随之明确。2023年，自然资源等多部门联合发文，明确农光互补项目不得占用耕地。紧随其后的省级细则进一步规定，要求农光互补项目不得占用耕地，且必须确保粮食产能不降低。这意味着过去“重发电、轻农业”的粗放模式不再被允许，在耕地保护红线与新能源发展目标之间，礼泉项目需要找到一条两者兼顾的技术路径。
面对困局，国能陕西新能源发电有限公司选择向科技创新要答案。
2023年，陕西省发改委、礼泉县政府及企业达成合作意向，引入德国农业光伏科研成果的理念。同年8月，由国能陕西新能源发电有限公司与西安欧乐智慧新能源设计公司联合研发的技术方案通过专家评审，随后科技项目正式立项，首个135亩实验区建成，设置24个对照组，系统研究不同光伏排布方式对小麦生长的影响。同年秋天，项目第一次播种。
“项目团队创新采用了面向东西方向的平单轴一维旋转追踪模式的光伏组件安装模式，配合自主研发的‘一维透折射玻璃’，可使阳光均匀折射至光伏板遮挡太阳直射光的区域。”该项目科研团队核心成员，德国能源署北京联络处主任、中德可再生能源合作中心执行主任陶光远向记者介绍。
兼顾粮食稳产和光伏增效
实验用地被划分成三个实验区，透散射板与组件比例分别是0%、25%、43%，阵列行距分别为5米、7米、9米，农机可以无障碍通行。
据了解，2024年夏天收获时，在最优的一组参数组合的农业光伏下，冬小麦对照没有安装农业光伏的农田增产14%左右，扣除光伏组件支柱影响农业机械作业的面积，增产4%左右；2025年，当地遭遇1961年以来最严重的干旱，由于光伏组件减少了土壤的水分蒸发，该模式下的小麦对照大田亩产平均增产9.4%，实现“粮食稳产、光伏增效”的双赢。
“技术的核心在于光伏板之间安装的透散射玻璃板，能将直射阳光的透射率提高到直射阳光总量的30%以上，精准把折射光补充到光伏板遮挡的地面，缓解了普通光伏板遮光对小麦光合作用的影响。”项目负责人刘磊说。
记者还了解到，平单轴跟踪支架可带动光伏板东西旋转，既能追踪阳光提升光伏发电效率，又能抑制强光、降低风速，减少地表水分蒸发，为小麦生长创造更适宜的环境。
这项试验在连续两年取得小麦增产成果并经验证后，被当地主管部门命名为“粮食增产型农业光伏”。
技术的突破，让礼泉项目按期实现开工建设、投产并网目标，有效化解了建设项目投资风险，较同时期、同区域光伏项目提前一年投产发电。截至今年5月底，该项目累计发电4.8亿千瓦时，间接经济效益超1亿元。
截至今年6月上旬，经过三个周期田间试验攻关，项目突破多项技术难点。国能陕西新能源公司党委书记杨冬说：“如今，项目在板下农作物稳产增产、板上光伏高效发电等关键指标上已取得实质性突破，135亩试验田小麦连年稳产增产，并且累计发电1400万千瓦时，用实打实的数据印证了农光互补模式在旱腰带区域落地的可行性与优越性。”
算好经济账，有望推广到更多地区
该模式能否推广到陕西旱腰带更多的地区？
数据显示，陕西关中旱腰带地区从西至东约400公里、面积约1万平方公里。其中冬小麦的种植面积达600万亩，预计可安装大约300吉瓦粮食增产型农业光伏。经测算，在保证小麦略有增产的基础上，每年的可发电便可满足全陕西省的社会用电量。按安装农业光伏的农田给予农民500元的租金，当地农民每年可以获得约30亿元的土地租金收入。
业内专家一致认为，该项目立足旱腰带地区自然资源禀赋，深耕农光耦合技术研究，牢牢守住区域粮食产能底线，有效盘活旱地及闲置土地资源，打通了粮食安全与能源安全协同发展新路径，探索出农业提质、新能源发展、乡村振兴互促共进的融合发展新模式。
陶光远认为，在上述模式下，可以在同一块农田上实现多重收益：既能安装光伏组件发电，又能增加粮食产量，还会增加农民收入。
专家建议，今后应在专利技术申请、相关标准制定的基础上，建立起小麦种植与光伏排布方式关联的数据库，以支持更大范围的示范项目建设，推广农民增收、粮食增产提质、能源低碳转型共赢的绿色发展模式。
“下一步，尤其要对项目的经济效益认真总结，比如，农业投入多少费用，光伏电站收益达到多少。”国家能源局原副局长吴吟强调，“今后若大面积推广，需确保算好经济账。”（记者 张胜杰）
转自：中国能源报
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