光伏下鄉, 推動從城市發展到發展農村的社會進步

近年來中國光伏產業快速發展，形成了全球最大的光伏制造產業。但是過度依賴外需和簡單復制外需市場的經營模式，導致中國光伏產業產能嚴重過剩，企業普遍經營困難。建設中國內需市場和開創中國的光伏市場經營模式是解決光伏產業問題的根本途徑。內需市場不能走外需市場城市并網發電的老路，光伏市場經營模式也不能照搬外需市場電費補貼的陳舊模式。中國革命是“農村包圍城市”，中國光伏需要“城市支援農村”。

光伏產業健康發展必須形成完整的生態鏈條。目前的光伏產業只是在解決產品銷售問題，而沒有去解決作為一個健康產業發展，所需要定位的價值創造和社會進步問題。太陽能發電只是在為已經有充足電力的城市再徒增發電量，而忽略了缺電的農村比城市有更大的市場和更為迫切的電力需求。光伏下鄉是將城市所產生的技術結晶應用在農村所需領域，解決生活用水、農林灌溉、食品安全等迫切的民生問題，推動農村經濟發展的同時也為城市的生活物資提供安全保障，形成需求互補的有機循環，開辟中國特色的光伏產業經濟模式。

光伏水利，產業創新轉換城市應用為滿足農村需求

光伏應用市場，廣闊前景就是將光伏應用于農村市場。

糧食安全是一個世界性的問題，它關系著經濟發展和社會穩定，是人類生存與發展的基礎。保障糧食安全，不僅事關中國的穩定和發展，對世界糧食安全保障也具有十分重要的意義。制約糧食增產、草場恢復、畜牧養殖的最重要的是水的有效供給，在某種意義上灌溉水供給的不足，對農村的制約更甚于耕地面積，在農村灌溉用水的保障是關鍵。如何轉換過剩的城市光伏并網發電能力應用到農村光伏水利以解決水資源的可持續利用來保障農村經濟發展，是中國乃至世界各國解決光伏產業轉型發展的核心問題。

灌溉農業發展的歷史源遠流長，在距今4000多年以前就有了臨河挖渠,鑿井汲水的澆灌農業,在漫長的歷史歲月中,澆灌農業的建設綿延不斷,對促進當時的農業生產和社會經濟發展起到了十分重要的作用,澆灌農業的發展主要受水資源供給的制約, 據世界灌排協會統計數據，占全球耕地面積18%灌區產出了全球40%的糧食，解決糧食問題首先是解決灌溉問題。

農業有了灌溉可保持連年穩產增產，草原有了灌溉可提升30倍的產量，荒漠有了灌溉可轉換成耕地。能將水輸送至耕地才能進行灌溉，因此解決灌溉問題主要是解決灌溉電力問題。發展“光伏水利”產業，將新能源的光伏技術與傳統的農業水利系統應用結合，開發光伏產業在農林灌溉、荒漠治理、草原畜牧、生活用水、苦咸水淡化等領域的藍海市場，拉動陰霾中的光伏產業走出寒冬，推動中國的農業水利事業生態循環發展。

光伏揚水系統技術，科技創新轉變資源耗費為價值創造

光伏揚水系統技術，主要應用于農林灌溉、荒漠治理、草原畜牧、生活用水、海水淡化、城市水景等領域的電力供應。

光伏揚水系統主要由光伏電池陣列、光伏揚水逆變器、水泵組成，系統以來自太陽的持久能源為動力，直接驅動水泵電機工作,蓄水替代蓄電無需儲能電池，即發即用無需架設電網，在大幅降低系統建設成本的同時大幅提高光伏系統的應用轉換效率，與噴灌、滴灌、滲灌等節水灌溉設施結合應用又可再次節水節能，充分體現系統建設的生態循環性能。

建立中國內需市場的分布式應用需求，建設分布式即發即用的光伏應用市場經營模式，需要有光伏應用技術的保障。從2001年開始，Solartech與電力系統國家重點試驗室清華深圳實驗室開展了光伏產品在農業水利領域的應用研究，2004年在深圳大學城園區建成全球首個光伏揚水系統研究示范基地，通過在全球100多個國家和區域具體應用，為全球光伏產業發展與光伏水利事業建設系統的總結了光伏系統在農村市場需求領域的太陽能水泵應用解決方案，創造出光伏揚水系統產品，開創了光伏應用領域的先河。在青海、新疆、西藏、內蒙等牧區草場的系統應用，更是受到國際排灌委員會及國家水利部科技推廣中心的高度認可與推廣。

光伏下鄉，在農村地區大規模推廣光伏發電，有了光伏揚水系統技術，無需配備舊式系統中污染最大的儲能電池，節省了費用最高的架設電網投入，更不用再為解決發電入網、電費補貼、電網損耗等系列難題而耗費資源。國家只需解決農村經濟發展中的基礎建設問題，而把創收、增產等市場運營問題轉由企業與民間去解決，從而形成分布式發電解決分布式需求的產業經濟循環模式，把光伏產品在城市中的資源消耗轉化為在農村的價值創造，推動產業倫理升級和社會進步。

光伏下鄉，轉變分布式并網發電到分布式即發即用，使農村地區的光伏發電應用價值大幅度提高，可以有效改善和提高農民的生產、生活條件，有效提高土地產出，有效幫助農民脫貧致富和促進農村經濟發展，有利于社會主義生態新農村、新城鎮建設，讓太陽能這種“綠色清潔能源”真正名副其實。

“治沙英雄”牛玉琴的治沙示范基地地處陜西省靖邊縣毛烏素沙漠南緣，占地面積11萬多畝，三十多年來，牛玉琴憑著戰勝沙害的堅強信念，帶領周圍群眾，矢志不渝的和沙漠做斗爭，在毛烏素沙漠南緣植樹兩千多萬株，將7300多公頃沙漠變成了綠洲，將風沙逼退10多公里，為周邊的農牧業發展創造了有利條件。

從2009年起，牛玉琴與深圳市天源新能源有限公司、清華大學深圳研究生院合作，在自己治沙基地的林地里開始應用沙漠地區光伏揚水系統技術。該項技術是指利用太陽輻射能量轉化為電力并實時驅動水泵抽水的系統，具有全自動運行，無需架設電網，無需蓄電池，成本低、易安裝維護、可靠性高、節能環保等特點，非常適合面積廣大的農村區域使用。該項目同時將尖端節水灌溉技術和太陽能水泵進行結合，摒棄對水資源大量耗費的傳統漫灌方式，無需修建灌溉渠系，根據植物在各個生長時期、階段的不同需要，分別采用微噴、滲灌、滴灌等方式為植物提供所需用水。

牛玉琴的治沙示范基地2009年引進了第一套功率為3千瓦的光伏揚水系統，該系統計劃在揚程30米時，日平均出水量達到85噸，采用節水和水肥一體化技術，滿足105畝西瓜種植的需水量，通過實際觀測顯示，該系統日平均出水量達到了98噸，最高可達到110噸，除滿足105畝沙地西瓜的種植外，還可以結合微噴、滴灌技術，滿足35畝樟子松(4年苗)和22畝樟子松(1年苗)的育苗灌溉需求，成活率達到92%以上。而同期其他區域采用傳統方式抽水、大水漫灌的地塊，樟子松幼苗(1年苗)的成活率只有62%，用水量卻是使用太陽能水泵區塊的四倍多，肥料用量是太陽能水泵區塊的三倍多。采用太陽能揚水系統后，和過去對比，每月還可以節省電費及其它相關費用五千多元，經濟效益非常明顯，通過三年的連續使用，從應用結果來看，無論是經濟效益、生態效果都非常理想。

2011年，牛玉琴治沙示范基地計劃在11萬多畝的沙地中，開辟出來兩千畝地發展經濟作物，又從深圳市天源新能源有限公司引進了多套功率為7.5千瓦的光伏揚水系統，用來發展溫室大棚，種植辣椒、西紅柿、豆角等綠色時鮮蔬菜，同時準備進行樟子松、云杉等經濟類樹木的大規模育苗工程;根據設計方案，該系統在30米揚程時，每套系統的日出水量可達到180噸，只要有正常年份的日照水平，系統就可以滿足2000畝地的用水需求，通過實際觀測顯示，該系統日平均出水量達到了220噸，最高可達到240噸，除滿足2000畝蔬菜種植的需求外，還提供了足夠的水源滿足200畝用以飼養羊的苜蓿和玉米作物的灌溉用水。配合羊糞用作生產沼氣及肥田種菜，基地真正做到了以農養牧、以牧養林、以光伏治沙 的的綠色循環經濟，開創了防沙治沙及發展沙產業的新模式。

我國有260多萬平方公里的荒漠化土地、170多萬平方公里的沙化土地需要治理。著名科學家錢學森在1984年以前瞻性思維提出了沙產業概念，經過牛玉琴治沙示范基地4年的實際使用情況驗證，有效證明了光伏揚水系統應用在廣大荒漠地區的可行性。運用太陽能水泵大幅度提高荒漠地區植樹、種草的成活率，提高防沙治沙綜合效益、降低治沙成本和重復建設，同時又可以在有條件的沙漠、荒漠地區發展蔬菜、瓜果、牧草、藥材等經濟類作物的種植產業，有效的做到“人進沙退”，為廣大閑散勞動力提供全新的創業環境和就業方向。與此同時，太陽能揚水系統能和各類節水灌溉系統無縫匹配，減少了過去老舊的漫灌方式造成的水資源和肥料浪費，大幅提高經濟效益。系統溫室氣體排放為零，完全契合發展綠色低碳、循環經濟的產業政策，是荒漠漠治理、生態恢復、發展沙產業經濟的一項關鍵技術。