4.2-“互联网+”大学生创新创业大赛省赛(第五届)-沐光新农：生态科技筑梦乡村振兴.docx

沐光新农：生态科技筑梦乡村振兴第一章项1.1 工程简介近年来，优质高效的农业已经成为现代化农业的开展方向。现代农业在突出 现代高新技术的先导性、农工科贸的一体性、产业开发的多元性和综合性的基础 上，还强调资源节约、环境零损害的绿色性。现代农业因而也是生态农业，是资 源节约和可持续开展的绿色产也。光伏温室大棚是利用传统农业大棚棚顶进行太 阳能发电，棚内开展高效生态农业的综合系统工程。生态光伏温室大棚工程不额 外占用耕地，实现原有土地增值，将生态农业、绿色发电有机结合，最大限度利 用资源，获取高效农业、绿色发电等诸多经济效益。本产品利用太阳能柔性光伏板覆盖于温室大棚外表，白天储能、晚上保温并 提供电能，还可以实现光伏板外表热斑检测和鹅颈管和水流的自动清洗。本产品 对于光伏板热斑成因分析和模拟工作状态的研究已获公开创造专利一项，对于热 斑采用无人机进行检测的装置及方法已获公开创造专利一项，一 种实验室环境下 模拟太阳能光源实现光伏板检测的装置和方法已获公开创造专利一项，太阳能柔 性光伏温室大棚的自动清洗装置已获公开创造专利一项，目前已经生产并投入使 用。经科技查新报告证明为国内首创。1.2 产品与技术传统刚性光伏板体积重，不可弯曲，已有文献记录钢结构温室大棚覆盖刚性 光伏板，但其不易搭建在轻便结构体外表；而柔性太阳能光伏板重量轻，可弯曲， 可以覆盖在任意结构体外表。如果在轻便结构的光伏温室大棚外表等间隔搭建柔 性太阳能光伏板，不需要复杂的温室大棚的设计和价格昂贵的刚性材料支撑。大 棚整体更为轻便，白天太阳光透过温室大棚同样可以使植物更好地生长，并通过(3)用途功率尺寸重量峰值电压峰值电流开路电压短路电流50 W680 mm x 530 mm0. 6 kg18 V2. 77 A22.4 V2.91 A温室大棚光伏发电，满足温室大棚的电力需求；调节农作物的生长环境，增 产增收。(4)主要原材料柔性太阳能光伏板、塑料薄膜、支架。(5)产品定位农业生产中的资源转化。人口增长对粮食产量及质量都有特殊需求，但是土地肥力在下降，那么反季 节生产，人工大棚培育就显得更加重要，因而光伏农业成为重要的力量。通过调 节温度，保证农产品的生长发育环境，并且通过资源的更高度利用直接减少了资 源浪费，减少了额外的费用，可以间接促进农业的开展。然而，目前光伏农业领域所使用的大多数都是刚性太阳能板，体积大、重量 重，生产本钱高而且安装过程复杂，消耗大量的人力资源。相较于传统刚性光伏 板而言，柔性太阳能光伏板重量轻、可弯曲，可以覆盖在任意结构体外表，不需 要复杂的温室大棚的设计和价格昂贵的刚性材料支撑，大棚整体更为轻便。图2-3柔性光伏大棚示意图2.1.2 产品二 柔性光伏板清洗装置(1)产品特性大棚外部搭建水龙头、水管、支架、控制箱、鹅颈管支架弯曲毛刷和电磁阀 门，在大棚弯曲支架顶部安装一套直线电动推杆，在电动推杆的顶部的左右两侧 分别连接一个鹅颈管支架弯曲毛刷，电机驱动推杆运行，从而滑块带动毛刷运动, 到达清洗光伏板的目的。图2-4乱动推杆图2-5电磁阀门横向驱动机构包括电动推杆和第一支架。第一支架在温室大棚顶部沿温室大 棚的延伸方向设置.，电动推杆设置于第一支架上，电动推杆在驱动下沿轨道运行。 电动推杆上还设置连接一个鹅颈管支架弯曲毛刷，由电动推杆带动鹅颈管弯曲毛 刷沿温室大棚延伸方向运动。第二支架沿温室大棚的侧边设置，横向驱动机构中 的轨道中的鹅颈管支架弯曲毛刷的下端设置有可沿第二支架运行的滚轮，可沿第 二支架在温室大棚的延伸方向运动。图2-6清洗装置图2-7清洗装置的设计方案本产品的太阳能柔性光伏温室大棚的自动清洗装置还包括喷水装置。喷水装 置包括水管、电磁阀和控制箱。每个水管分支上均设置有电磁阀，电磁阀与控制 箱相连，控制箱接入计算机。水管的喷头设置于温室大棚顶部。柔性光伏板包括 假设干柔性光伏板模块，沿温室大棚的延伸方向间隔布置，静态时，鹅颈管弯曲毛 刷停留在相邻柔性光伏板模块之间的间隔处，防止遮挡住光伏板。纵向机构在光 伏温室大棚的两侧对称设置。蓄电池与控制箱相连。(2)产品主要参数(表2-2)表2-2柔性光伏板清洗装置主要参数电动推杆电压行程速度鹅颈管支架弯曲毛刷弧长DC 12 V400 mm60 mm/s110 mm(3)用途清洗光伏温室大棚外表的飞鸟粪便、尘土、落叶等遮挡物。(4)主要原材料水龙头、水管、喷头、支架、控制箱、鹅颈管弯曲毛刷、电磁阀门。(5)产品定位清洗光伏温室大棚外表。由于太阳能光伏板都安装在室外，所以难免会有灰尘、落叶或者飞鸟排泄物 等附着在其外表。这样不仅影响了太阳能板的能源转化效率，同时也会减少光伏 板的使用寿命。本工程研发的光伏板清洗装置是利用弧形海绵刷和电动推杆装置 能够清洗特定的塑料大棚，准确定位到某一特定板块，节省人力和水资源。目前山东豪沃生产的光伏板平扫清洗设备、武汉迈极生产的太阳能电池板高 压清洗机等是本产品的替代者。但以上传统的光伏板清洗设备均具有体积大、重 量重的特点，无法满足柔性光伏板的清洗要求。我们生产的柔性光伏板清洗设备具有结构轻便、效益高、本钱低廉的特点(产 品比照见表2-3),能与柔性光伏板进行有效结合，清洗效果优良。我们的清洗 装置可以检测热斑并进行精准清洗，而传统清洗设备无法实现，因此到达了节约 水资源的目的。图2-8清洗装置产品三热斑检测装Jt(1)产品特性低空飞行的无人机在检测光伏板故障的问题中可以完成很多复杂的任务，比 如检测龟裂、蜗牛纹、损坏、焊带故障、污点和植被遮挡以及热斑故障。采用无 人机搭载红外热成像仪和可见光CCD工业相机的方式，对光伏温室大棚外表的柔 性光伏板进行实时检测，可以省去人工登顶的复杂过程，获得更全面的视角和检 测照片，提升检修效率。无人机还可采集多种不同的数据，利用GPS定位模块， 实时精确地锁定问题位置的地理坐标，将多维度数据源源不断地传送到控制中 心，光伏系统问题的诊断和判别效率得到极大提升。iffliffinnmu:nrtwMiiiiii hlllllllUliiv图 2-9-2热斑成像图2-9-1为无人机飞行高度在35 m传回地面的可见光图片。通过可见光图 片我们可实现组件遮挡、组件外表灰尘、组件外表裂纹等检测。图2-9-2为无人机在飞行高度为25 m情况下传回地面的红外图像。通过红 外图像，能发现光伏电站的热斑现象并精确定位，红外图像结合计算机分析，就 可获得光伏板运行关键数据，实现对光伏电站热斑故障的诊断。经实验结果证明智能无人机完成整个40 MW光伏电站的信息采集只用了 2.5 个小时。实验说明该智能无人机不仅能将采集到的信息实时图传至地面端，而且 能精确检测诸如光伏板灰尘检测、热斑检测、遮挡检测、污垢检测、裂痕检测、 不发电检测、防反二极管损坏、背板划伤以及汇流箱发热等设备故障。（2）用途无人机检测龟裂、损坏、焊带故障、植被遮挡以及热斑故障。利用GPS定位 模块，实时精确地锁定问题位置的地理坐标，进行及时检修。（3）主要原材料红外摄像机、CCD工业相机、无人机设备。（4）产品定位太阳能板热板故障检测以及精准地理定位。（5）目标销售光伏企业、个体商户、销售终端。太阳能光伏板在经过一段时间的使用之后，其外表会出现热斑，影响其能源 转化效率和使用寿命。目前大多数的检测方法还是人工定期修检，本产品采用无 人机搭载红外热成像仪和可见光CCD工业相机的方式，对光伏温室大棚外表的柔 性光伏板进行实时检测，不仅可以省去人工登顶的复杂过程，还能获得更全面的 视角和检测照片，提升检修效率。无人机还可采集多种不同的数据，利用GPS 定位模块，实时精确地锁定问题位置的地理坐标，将多维度数据源源不断地传送 到控制中心，光伏系统问题的诊断和判别效率得到极大提升。2.1.3 产品四 利用Labview搭鹿的控制平台（1）产品特性随着网络的迅速开展，通过将网络技术和虚拟仪器相结合，构成网络化虚拟 仪器系统，是自动测试仪器系统的开展方向之一。虚拟仪器技术很好地利用了互 联网的功能，可以将来自测量设备或控制设备中的数据直接发布到Web页面上， 或者使用手持式的数字助理工具读取数据，甚至还可以将数据输出到手机上。使 用虚拟仪器技术，可以使用互联网的强大功能远距离控制仪器设备，或者与远在 其他办公地点甚至其他国家的同事共同处理一个工程，提高工作效率。如今通过 网络进行数据共享是各种软件的开展趋势。Labview软件平台正是适应了这一发 展趋势，它具有强大的网络通信功能。图2-10虚拟仪器结构Labview是实验室虚拟仪器工程平台(Laboratory Virtual Engineering Workbench)的简称，是一个功能比拟完整的软件开发环境。它集成了与满足 GPIB、VXL. RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能，利用 它可以方便地建立自己的虚拟仪器。在计算机终端调用先前存储在服务器中的软 件，调用数据采集卡采集到的数据，与人为设定的数值进行比对，实现对光伏温 室大棚的设备进行自动监测与自动清洗。(2)用途采用互联网技术，通过数据采集卡实现热斑电流检测、控制电动推杆和电磁 阀门，实现足不出户的自动检测和清洗功能。(3)主要原材料Labview软件、数据采集卡、数据线、服务器(高性能计算机)。2.2技术关键及优势技术关键（1）控制光源的光照强度（白炽灯）、疏密、仰角等参数研究不同高效率光源条件时非晶硅柔性薄膜光伏板在自然状态下的电压、电 流、功率等电气参数。改变单块非晶硅柔性薄膜光伏板与光源的垂直距离，弯曲 的方向、次数，研究电气参数。光伏板厚度、光照强度变化、光伏板阵列外接电 阻变化、光伏板外表的高密度聚乙烯材料遮挡面积变化以及污渍面积的变化，模 拟非晶硅柔性薄膜光伏板热斑故障现象，构建非晶硅柔性薄膜光伏板热斑理论模 型，并研究电气参数和热斑故障外表的温度变化情况。通过数据分析，驱动与弯 曲度、外界温度、光照强度相关的非晶硅柔性薄膜光伏板理论模型和 Matlab/Simulink仿真模型的构建。（2）模拟柔性薄膜光伏板工作状态主要涉及在实验室内铺设太阳能光伏板，在外界恒定光源的条件下，通过光 伏板外围电工和电子元器件电路的搭建，模拟光伏板工作状态，在实验室内实现 无人机传感器的检测和软件算法，便于无人机户外光伏电站检测系统的移植和检 测。（3）采用虚拟仪器技术开发控制平台利用Labview技术实现网络通信和网络发布功能，即采用互联网技术，通过 数据采集卡实现热斑电流检测、控制电动推杆和电磁阀门，实现足不出户的自动 检测和清洗功能。（4）柔性光伏板弯曲度对电气参数的影响温室大棚由支架上方覆盖透明塑料薄膜而成，薄膜上方覆盖由柔性薄膜太阳 能光伏板组成的光伏板阵列，连接光伏板阵列的数据线经控制器连接至计算机主 机，计算机主机控制光伏板阵列在大棚不同弯曲度时接入电路数量、连接形式并 获取电气参数。2.2.1 技术优势（1）高效利用太阳能资源利用柔性太阳能板可弯曲的特性，可贴合覆盖在大棚外表，最大效益地利用 太阳能资源。柔性太阳能板的温室大棚的搭建、蓄电池储藏和传感器设置如图 2-11,图 2-12。图272太阳能专用储能电池图271柔性太阳能光伏板3D演示图（2）热斑高效检测利用无人机搭载GPS定位模块，红外线热成像仪（图2T3）、工业CCD相 机（图2-14）对柔性光伏板进行热斑检测将数据实时传输至服务器中，通过软 件对无人机采集的数据和图像进行分析，准确定位热斑位置。图2-13电子红外线热成像仪图2-14工业CCD相机（3）自动清洗，节省人力和水资源根据热斑检测的数据，利用鹅颈管弯曲支架毛刷、水管和电磁阀门构建喷水 装置和清洗装置，控制电磁阀门和水泵使水流冲洗产生热斑的光伏板，节省人力 和水资源。（4）远程控制利用Labvicw软件开发虚拟仪器控制平台，嵌入于服务器中，并且利用其联网的功能，结合服务器中收集到的数据，实现足不出户的自动检测和清洗功能。表2-3虚拟仪器与传统仪器的比拟比拟工程虚拟仪器传统仪器开发费用软件使得开发与维护费用低开发与维护费用高关键关键是软件关键是硬件价格价格低，可重复使用，可重配置强价格昂贵功能定义用户定义仪罂功能厂商定义仪器功能更新周期技术更新周期短（1-2年）技术更新周期长（570年）开放程度开放，灵活，与计算机同步开展封闭，固定网络功能与网络及外设互联方便功能固定，互联有限3产品公开创造专利工程产品已拥有十项公开专利，分别为：一种无人机光伏电站检测方法，专 利号为201710556299. 2； 一种模拟光伏板工作状态的装置和方法，专利号为 201711189628.0； 一种用于光伏板检测的模拟无人机装置及方法，专利号为 201711189657.7；模拟太阳能光源实现光伏板检测的装置和方法，专利号为 201711225587.6；柔性太阳能电池弯曲度对电气参数影响研究装置和方法，专利 号为201810245745. 2；凸弯曲柔性光伏电池模块的非线性化电流数学模型及方 法，专利号为201810801744. 1；凸弯曲柔性光伏电池模块的线性化电流数学模 型及方法，专利号为201810801896. 1； 一种太阳能柔性光伏温室大棚的自动清 洗装置，专利号为201810947013. 8； 一种光伏板热斑模拟方法及数学模型，专 利号为201810947014. 2；激光测厚对射光斑人工目视检测装置及方法，专利号 为 201811514730. 8。产品整套工作流程经科技查新报告证明为国内首创，详细报告见附录lo2.4产品比照分析2.4.1 光伏温室大棚传统光伏农业大棚为直线大体积建筑结构，用刚性光伏板铺设，价格高，重 量重。柔性薄膜太阳能电池板价格廉价，透光性好，可以弯曲和折叠，厚度为微 蓄电池储藏大量电能，晚上蓄电池将太阳能转化成电能，为大棚内部传感器供电。 而且大棚外表安装的传感器连接温湿度显示仪会显示温湿度的数值，可以实时查 看大棚内温湿度变化，并且带有报警系统，只要超出设定范围就会报警，并同时 启动风机和水帘纸，在大棚内部形成负压，能够将水帘纸上的水快速蒸发在大棚 内部，到达迅速降温的效果。白天发出的电可以满足柔性光伏温室大棚热斑检测 及清洗装置的电力需求，并将多余的电并网出售，增加经济效益。覆盖于温室大棚外表的光伏板由于直接接触空气和雨水，空气中难免会有灰 尘、污物，本作品所设计的清洗装置可以更有效地清洁农作物外表的污尘从而保 护农作物。柔性光伏温室大棚热斑检测及清洗装置利用无人机检测热斑，采用弧 形海绵刷、电动推杆装置、电磁阀门控制的水管清洗特定的柔性光伏板。L3工程创新与特色L3.1工程创新点(1)采用柔性太阳能板：相较于传统刚性光伏板而言，柔性太阳能光伏板 重量轻，可弯曲，可以覆盖在任意结构体外表。不需要复杂的温室大棚的设计和 价格昂贵的刚性材料支撑，大棚整体更为轻便。(2)热斑检测：针对热斑形成的局限性，通过外围电路模拟产生不同面积 和温度的光伏板局部热斑状态。利用外围电路和软件对太阳能板热斑有效监测， 能够准确检测到太阳能板的寿命情况。(3)大棚清洗装置：利用弧形海绵刷和电动推杆装置能够清洗特定的塑料 大棚，准确定位到某一特定板块，节省人力和水资源。工程特色相对于传统的农业生产技术，柔性光伏温室大棚具有以下主要基本特性。(1)低碳环保在光伏农业的生产要素中，贯穿一致的是以太阳能作为主要能源供给农业生 产动力或电源，如：光伏温室发电的电能用于温室的环境调控、太阳能杀虫灯中 光源的电能等，从而摒弃了传统的化石能源，实现了资源的节约，低碳环保。同米级，体积小、重量轻（图2-15） o在具有弯曲度的小型农业大棚上间隔安装 轻薄、可弯曲柔性太阳能光伏板阵列，可多角度吸收太阳能，更加全面地利用太 阳能资源。利用柔性太阳能光伏板发出的电能，白天检测大棚内温度、湿度、土 壤酸碱度等一系列数据，同时可以启用紫外线杀虫、水泵、淋水装置等功能以及 为蓄电池供电，晚上蓄电池供电提供各类检测。在寒冷季节可防止大棚外表冰冻、 积雪的现象，进而到达节能减排的效果（图2T6）。图2T5柔性光伏板与刚性光伏板的比拟图276柔性光伏温室大棚3D演示图与市场同类产品相比，市场在售的光伏温室大棚需要对传统的温室大棚进行彻底 改造，对整个大棚进行加固，才能在顶部安装重量较大的刚性光伏板。造价一般 在500-700元/平方米，价格较高，本钱回收周期长，普通农民基本无法接受。此外，光伏板安装位置较高，维护困难，容易损坏。柔性光伏温室大棚与刚性光 伏温室大棚（图2T7）的比拟见表2-4。表2-4柔性光伏温室大棚与刚性光伏温室大棚的比拟产品价格重量透光率后期维护土地利用率柔性光伏温室大棚低轻高简单但J刚性光伏温室大棚高重低复杂低图27 7刚性光伏大棚柔性光伏板清洗装Jt我们生产的柔性光伏板清洗设备有结构轻便、效益高、本钱低廉的特点，能 与柔性光伏板进行有效结合，清洗效果优良。并且我们的清洗装置可以根据系统 提供的数据，检测热斑的存在并进行精准清洗，因此到达了节约水资源的目的。 利用鹅颈管弯曲毛刷和电磁阀喷水装置能够清洗光伏温室大棚外表的飞鸟粪便、 尘土、落叶等遮挡物，提高清洗效率（图2-18）。图2-18热斑损坏（1）比照一 光伏板平扫清洗设备山东豪沃生产的光伏板平扫清洗设备（图2-19）,重量40 Kg,直接外挂于 光伏板上运行。因而该设备只适用于刚性光伏板的外表清洁。对于柔性光伏板而 言，该设备无法外挂于柔性光伏板外表。该设备的重量重、体积大、本钱高，安 装与维护较麻烦，适用性低。武汉迈极生产的太阳能电池板高压清洗机重50 kg, 依靠人工牵引，用高压水枪清洗光伏板，消耗了大量的人力资源。图2-19平扫清洗设备(2)比照二 太阳能电池板高压清洗机武汉迈极生产的太阳能电池板高压清洗机(图2-20),重50 kg,依靠人工 牵引，用高压水枪清洗光伏板。虽可以运用于刚性光伏板和柔性光伏板的运行， 但是考虑到光伏温室大棚所处位置地形的特殊性，在泥土地面无法移动。此外， 该产品需要消耗大量的水资源，有违现代农业节能环保的宗旨，因而不具有实用 性。图2-20高压清洗机以上传统的光伏板清洗设备均具有体积大、重量重的特点。因柔性光伏板的 特性，传统设备并不能满足柔性光伏板的清洗要求。我们生产的柔性光伏板清洗 设备具有结构轻便、效益高、本钱低廉的特点，能与柔性光伏板进行有效结合， 清洗效果优良。并且我们的清洗装置可以检测热斑的存在并进行精准清洗，而传 统清洗设备无法实现，因此到达了节约水资源的目的。产品比照见表2.5。表2-5产品比照产品价格柔性光伏板可行性实用性效率山东豪沃中不可行低中武汉迈极高不可行中低本产品低可行高高2.4.2 红外热成像无人机检测热斑低空飞行的无人机装置（图2-21）搭载红外热成像仪和可见光CCD工业相 机，对柔性光伏板进行实时监测，比方检测龟裂、蜗牛纹、损坏、焊带故障、污 点和植被遮挡以及热斑故障，获得全面的视角和检测照片，提升检修效率。利用 GPS定位模块，实时精确地锁定热斑位置的地理坐标，将多维度的数据源源不断 地传输到控制中心。热斑检测精准，效率高。光伏系统问题的诊断和判别效率得 到极大提升。图2-21无人机设备由于本产品为国内首创，目前市场上无同类产品，因此暂无该产品比照分析。第三章审场分析3.1市场定位工程团队的主营产品采用组合销售方式，所以市场定位也分成了捆绑整体销 售和单独产品销售两类。（1）柔性光伏温室大棚、清洗装置及热斑检测装置捆绑整体潜在目标客户 群主要为从事花卉栽培、高级蔬菜种植和反季水果种植的大棚农业基地、园林 基地等。（2）单独产品分类潜在目标客户群1）光伏温室大棚潜在目标客户群主要为农业大棚农业基地、农业机构、种植大户以及相关企业等。2）光伏板清洗装置潜在目标客户群主要为光伏农业大棚企业、DIY消费群、个体商户、农业院校以及光伏科研 机构等。该清洗装置还可面向各类光伏板清洗。3）热斑检测装置潜在目标客户群主要为光伏企业、DIY消费群、个体商户、销售终端（终端演示活动）、光 伏产品科研机构等。市场细分（1）人口细分按人口可分为农村和城市：城市中的市场主要在相关农业科研基地、园林公 司等地；农村中的市场主要在农业大棚基地、农业生产园、花卉生产基地等。900007929881y72005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 20172005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017乡村人口数量（万人）;而咨何城镇人口数昆（万人），a硒箸潴图37农村、城市人口数量变化图由图可见乡村人口正在减少，这意味着农民数量的减少，各类蔬果产量也随 之减少。我国是一个人口大国，对蔬菜、瓜果的需求量极大。在乡村人口减少的 情况下，利用光伏大棚改进耕种方式、提高土地利用率显得极为重要。图3T 说明，城市人口也在不断增加，与此同时，现代城市人对生活品质有了更高的追 求，大局部城市人对蔬果花卉的需求在不断增加。城市周边的农业基地对光伏大 棚的需求也会逐步增加。（2）地区细分1）按地区分北方地区：大体位于大兴安岭、乌鞘岭以东、秦岭一淮河以北，是我国季风 气候区的北部地区，1月0等温线和800毫米等降水量线以北。因此北方地区 全年总降水量较少，这决定了其耕地类型为旱地。其中山东受海洋影响，冬季风 大阴天多，适宜喜阴植物温室大棚建设。喜阴植物常见的有蕨类、兰科、苦苣苔 科、凤梨科、天南星科、竹芋科及秋海棠科等观叶植物。这样的花卉植物也会带 来很大的经济效益。在北方地区，主推以喜阴植物为主的光伏温室大棚。南方地区：位于秦岭一淮河以南，西南高原以东，是我国季风气候区的南部 地区，1月0等温线和800毫米等降水量线以南。因此南方全年总降水量较多， 这决定了其耕地类型为水田。南方地区春季光照充足，适合光伏温室大棚的建设, 同样适宜喜阳植物温室大棚建设。喜阳植物常见的有月季、多肉植物、石榴、菊 花、水仙、荷花、向日葵、太阳花等。目前团队合作公司的客户常州园林农业基 地就是通过多肉植物的栽培来进行盈利的。客户采用柔性光伏温室大棚栽培多肉 植物，就本钱和产量而言，整体经营状况呈优化态势。西北地区：大体位于大兴安岭以西，长城和昆仑山一阿尔金山以北，非季风 气候区，深居内陆，400毫米等降水量线以西。西北地区光照强，昼夜温差大， 局部花卉、蔬菜需要温室大棚来进行恒温设置。客户可以采用光伏温室大棚种植 各类季节水果、蔬菜，从而提供市场所缺乏的水果和蔬菜。西南地区：位于横断山以西，喜马拉雅山以北，昆仑山和阿尔金山以南，是 一个独特的地理单元，海拔高，气候寒冷。因此由于棚内寒冷不能种植越冬蔬菜, 对于这类地区不适宜采取温室大棚建设。图3-2全国各等级耕地所占比例由图3-2可见我国中等地占比拟高，优质高等的土地资源相对较少。光伏农 业大棚发电组件利用的是农业大棚的棚顶，并不占用地面，因此能够减少对土地 资源的占用。通过光伏大棚灵活的调控温度、采光等适应农作物的需求，可弥补 土地质量不好的缺陷。(3)农作物价值量细分1)农业生产基地农业生产基地具体分为三类：花卉种植基地、瓜果生产基地和反季节栽培蔬 菜大棚。由于时代开展，很多地区对花卉的需求量越来越大，花卉栽培基地也在增多。 人们会选择赠送鲜花作为礼物，也会选择花卉进行栽培观赏。市场上温室大棚中 的杜鹃花、朱顶红、多肉、仙客来等花卉都有很好的市场，价格也很高。花卉基 地种植高级花卉能够带来很大的利润。这样的花卉，对生长环境也有很苛刻的要 求。柔性光伏温室大棚能够给花卉提供适宜的生长环境，同时还会使工作智能化, 节省人力，带来很大的经济效益。温室大棚能比外界环境提温至少在4-10摄氏度，比拟适合生产提早上市的 或反季的瓜果，温室大棚的水果大体上有西瓜、哈密瓜、硬皮甜瓜、黄瓜、番茄、 蓝莓、樱桃番茄、油桃、杏、葡萄等。在目前的市场中，提早上市的瓜果大多能 获得很大的市场和很好的经济效益，能带来很高的利润。在互联网高速开展的时 代也涌现出了很多的网红水果，例如樱桃、蓝莓、牛油果、山竹等，在市场上的 价格非常高，温室大棚种植这样的水果也有很大的优势。冬季进行的反季节栽培的绿色无公害大棚蔬菜经济价值高，值得通过温室大 棚来栽培。冬季反季节绿色无公害大棚蔬菜种植基本都是以块茎、块根、食用菌 生产为主，有利于加工包装和运输，如番茄、黄瓜、苦瓜、豌豆、香菇、双抱蘑、 金针菇、木耳等。反季节蔬菜的需求量很大，能带来很大的利润。2）种植大户种植大户的生产大多是机械化，不需要太多的人力。团队产品通过物联网软 件控制，能够很好地实现自动化种植。柔性光伏温室大棚通过节约本钱和提高农 作物产量对种植大户有很大的推广市场。3）普通农户普通农户生产的大多是西红柿、茄子和橘子等蔬果。目前来说，国家在2019 年的两会期间对农业、农村提出了扶贫、兴农等政策，对光伏温室大棚有相应的 补贴政策。柔性光伏温室大棚有本钱低的优势，通过提高产量、节省能源和水资 源来给普通农户带来更大的利润。对于农村推广光伏温室大棚的市场可能较小， 普通农户的接受程度不高。目标市场选择依据市场细分，本团队对目标市场进行选择（表3T）：表3-1三种产品目标市场选择市场特点光伏温室大棚光伏板清洗装置热板检测装苴主要市场从事花卉、高档及反季水果、高 级蔬菜类的大棚农业基地、农业 机构、种植大户以及相关企业光伏农业大棚企业、DIY消费群、个体商户、各类光伏板市场光伏企业、销售终端、光伏产品科研机构次要市场个体商户农业院校、光伏科研机构DIY消费群、个体商户由于本团队的产品相对单一，并且柔性光伏温室大棚的组织市场具有同质 性，针对该市场，团队将通过价格、渠道、推广以及形象来展现产品的差异化, 获得市场，具体的营销策略见5. 2、5.303.2市场调查分析市场容量分析(1)国内市场分析我国目前光伏市场容量如表3-2所示：表3-2光伏市场容量表全国总容量装机:77. 42 GW新增装机：34. 54 GW西北部地区：9. 74 GW占全国比例28%西北部之外的地区：24. 8 GW占全国比例72%中东部地区新增装机容量超过1 GW的省份山东3. 22 GW河北2. 03 GW浙江1. 75 GW河南2. 44 GW江西1.85 GW湖北1.38 GW安徽2. 2 5GW山西1.83 GW江苏1.23 GW由表3-2可见：中国西北部之外的总容量装机规模很大，接近西北部地区的 3倍，新增装机主要分布在中东部地区，排名前三的地区分别是山东、河南、安 徽，平均都超过2 GW。由此可见，光伏大棚的国内市场主要分布在中东部地区。(2)国际市场分析市场调查显示，自2014年起，日本已经是中国光伏组件最大的出口市场， 中国品牌己经占据了日本市场份额的40%以上，到2016年已经到达了 46%。2016年，美国市场占中国组件出口的市场份额下降到11%,出口金额下降20. 33%,为14. 27亿美元。值得注意的是，受到美国大选的影响，我国出口至美 国的光伏产品在2016年9月起骤减。展望2017年，受特朗普相关执政政策的影 响，我国光伏产品对美出口仍存在较大的变数。印度在2016年一跃成为我国光伏组件出口的第二大市场，2016年，我国对 印度光伏组件出口金额24. 59亿美元，较2015年同比增长78. 68%。在我国光伏 组件对印出口大幅上升的同时，印度光伏行业对中国产品的依赖度也在上升。表3-3印度市场统计表第二大光伏组件出口市场 印度出口金额达24. 59亿美元同年增长78.68%中国产品占市场87%马来西亚产品占7%中国台湾产品占全国太阳能装机量达 9 012 MW坦米尔纳杜邦(1 591 MW)安德拉邦(980 MW)旁遮普省(545 MW)拉贾斯坦邦(1 318 MW)特伦甘纳邦(973 阳)古吉拉特邦(1 159 MW)中央邦(840 MW)由表3-3可见：日本和印度是我国最大的出口国，市场潜力可观，市场份额 逐年增加。但美国市场由于特朗普政策影响，存在一定变数，可增可减。因此本 团队可以把国际市场放在日本、印度及其周边国家，扩大市场规模。光伏产业技术不断突破，技术进步是光伏行业迅速开展的主要驱动力，在补 贴明确下降的背景下，行业将会面临新的一轮本钱下降潮，与上一轮依靠原料成 本下降来降低光伏产品本钱不同的是，这一轮将会依靠技术进步。因此本产品将 在市场竞争中具有很大优势。时响应2019年两会期间提出的保护农业环境的政策。（2）采用物联网技术通过数据采集卡实现热斑电流检测、控制电动推杆及电磁阀门，实现足不出 户的自动检测和清洗功能，使互联网技术与生活紧密融合。（3）科技兴农柔性光伏温室大棚农业是现代工业技术与传统农业技术的有效结合，因此， 光伏农业技术是集成化的再创新，科技含量较高。他们给当地农业带来了新的技 术，实现了亩产翻倍的愿望，新技术的输入，带动了乡村产业的开展，成为加快 乡村振兴的新引擎，真正做到了科技兴农，带动乡村致富。（4）产品规模化、区域化带来的社会效益生产经营规模化是光伏农业产业化的必要条件，产品在各大园林、花卉等农 业基地实现规模化使用，给农业基地、种植大户等工作人员带来了很高的收入， 从而带来了很大的社会效益。1.4市场分析市场痛点分析由于我国是人口大国，十二分之一的国土面积要养活六分之一的人口，所以 说，土地对于农村人口来说是他们的生存之本。在中国，农业是一个地位比拟低 的行业，好多人不愿从事这方面工作，即使好多人上的是农业学校，但是毕业之 后还是选择其他行业，导致农业缺少优秀的人才。近年国家对农业学校招生给予 政策支持，也是想把专业人才留住，让他们投身到中国农业现代化建设中去， 但是效果一般，国家还需不断加强对农业人才的投入。世界农业在不断地开展，而我们还是处于小农小户的阶段，欧美国家的农业 开展水平已经领先了我们一大截。因此要快速开展农业就需要机械化的农业种 植，实现规模化、集约化经营。改革开放以来，中国快速开展经济，无节制地使用各种能源，导致目前中国 的能源短缺，所以对于目前的能源市场来说，能源是处于日渐枯竭的状态。外部环境分析（1）宏观环境分析应用PEST模型对宏观环境分析如图3-4：图3-4 PEST模型1）政治环境近年来，国家相关部委还相继出台了促进三农健康开展、进行乡村振兴和扶 贫攻坚、推进分布式光伏发电应用示范区建设及光伏扶贫试点工程等一系列政策 措施，对我国农业和光伏两大产业都起到了积极影响和拉动作用。2014年9月国家能源局发布关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的 通知（以下简称通知）。通知中提到因地制宜利用废弃土地、荒山荒 坡、农业大棚、滩涂、鱼塘、湖泊等建设就地消纳的分布式光伏电站。鼓励分布 式光伏发电与农户扶贫、新农村建设、农业设施相结合。2015年3月9日国家能源局发布关于转发光伏扶贫试点实施方案编制大 纲的函（以下简称大纲）。大纲鼓励探索通过光伏大棚等农业设施的 使用权获得收益。“十三五”开展规划政策中的资产收益扶贫类提及光伏扶贫工程政策：在前 期开展试点、光照条件较好的5万个建档立卡贫困村实施光伏扶贫，保障280 万无劳动能力建档立卡贫困户户均年增收3 000元以上。其他光照条件好的贫困 地区可因地制宜推进实施。“十三五”强调深化农业各领域改革，进而使我国农业现代化取得明显进展； 促进城乡区域协调开展，进而加快我国城镇化推进步伐和新农村建设水平；扩大两岸农业交流与合作，进而加大我国农业在更广领域的开放水平。政府对“三农” 问题的重视使工程产品具有更大的市场潜力。2019年3月两会期间也传递出很多和“农也强，农业美，农民富”息息相 关的新政策、新思路。政府将会支持粮食生产，增加补贴工程。大力开展现代种 业，实施地理标志农产品保护工程，推进农业全程机械化。抓好家庭农场和农民 合作社两类农业经营主体开展，支持小农户和现代农业开展有机衔接。政府依旧 加强扶贫力度，农业农村优先开展的政策。重点增加对脱贫攻坚、“三农”、结构 调整、科技创新、生态环保、民生等领域财政支出力度。中央财政将继续加大对 农业、科技、基础设施建设等重点领域投入力度。在最近的“三农”政策方面，大多数政策都是通过科技兴农和绿色兴农。 例如开展专项治理行动，在农村建立垃圾收运和污水治理体系；推进山水林田湖 草生态保护修复工程试点，持续抓好国土绿化、防沙治沙、水土流失治理和生物 多样性保护等。要以农业产业开展需求为导向，加快推动形成产学研紧密结合的农业科技 创新体系，促进科技与产业深度融合。要强化农业科技攻关，加快突破重大动物 疫病防控、生物种业、绿色投入品、农业机械、农产品加工等领域关键核心技术。 要适应农业现代化开展要求，完善新型农业科技服务体系，开展社会化、多元化 服务组织，推动科技成果转化。要深化农业科技体制改革，充分发挥农业大学等 科研院所作用，不断激发农业科技人才活力。长远来看，开展科技农业对我国的农业转型具有重大意义。而从短期来看， 科技农业从一定程度上是解决目前光伏产业困境的有效措施。因此，本团队研发的柔性光伏温室大棚具有广阔的市场前景。2）经济环境光伏农业市场经过10多年的开展，整个市场一片繁荣。我国光伏农业企业 主要分布在江苏、福建、河南、山东、浙江等省（市），其中山东省是光伏企业 最多的省份。在这些企业中有国有股份制、集体、民营企业，其中民营企业居多， 多元化投资、多种所有制经济结构共同开展新格局已形成。但是，与一个繁荣的 市场相对立的是，该市场没有良好的行业规范，无法很好地控制质量。面对光伏 产品功能性能检测的必要性，本产品有巨大的市场需求。工程团队的柔性光伏温室大棚能够很好地给农民带来经济效益，在目前的经 济环境中，柔性光伏温室大棚能够大效率地提高农民的农作物产量，有很大的市 场需求。由于反季蔬果的需求量利花卉的需求量越来越大，导致大棚种植的蔬果 和花卉需求量越来越大，大棚的需求量也越来越大，从而大棚也有很好的经济环 境。3）技术环境工程团队的柔性光伏温室大棚能够通过光能所转换的能量来给农作物带来 相应的温度、光合作用等，结合农作物的环境生长特征带来最好的生长环境，从 而提高农作物的产量，给农民带来很大的利润。同时通过自动检测和清洗功能， 能够有效节省人力和水资源。常年暴露在室外的太阳能光伏板需要定时地清