张毅强，马 磊，陶晟宇，孙 洁，林燕丹，孙耀杰

(1.复旦大学光源与照明工程系，上海 200433; 2.复旦大学六次产业研究院，上海 200433; 3.上海综合能源系统人工智能工程技术研究中心，上海 200433)

引言

光伏农业大棚是光伏与农业大棚相结合的农光互补模式，其机理是将光伏组件架设在传统农业大棚上方或利用光伏组件替换棚顶实现棚顶发电、棚下种植[1]。农光大棚模式下，光伏组件对日照的遮挡导致农业大棚内部阴影遮挡进较为严重，导致喜阳类农业作物长势不好(如番茄、西瓜、青椒等)，只适宜种植对光照需求极低的喜阴植物，如菌菇、西芹、黄花菜等，严重影响设施种植的适用范围。光伏与农作物光需求的矛盾限制了光伏农业的推广与应用[2]。

目前，国内外对棚内阴影遮挡对农作物产量相关性的研究主要集中在遮阴比或透光率领域[3-5]。文献[6]中将薄膜电池铺设于温室屋顶，测量时间内(9:00—17:00)光伏温室的透光率为32.64%～80.96%，平均透光率为66.27%；文献[7]中采用双玻晶硅电池，考虑了接线盒面积、街线条等因素后的温室透光率约40%；文献[8]中将薄膜电池与阳光板1∶1排列布置，晴天时透光率为34.7%～41.7%，阴天则降至19.9%～27.8%。

遮阴比例仅是衡量作物整体产量的间接因素，其决定性指标在于被遮阴程度是否影响作物的正常生长发育，基于遮阴度等参数对植物长势的测量方法并不契合植物自身生长规律。为进一步分析遮阴比例和遮阴程度对农业生产影响，本文提出一种利用单轴跟踪系统对光伏农业大棚进行分光、调光的方法，该方式以需光植物的光合特征为理论基础，以单轴跟踪支架为实现手段。……