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为探索光伏发电系统在设施农业领域中的实际应用情况与发展潜力，本文对陕西省延安市安塞县18kW光伏日光温室夏季光环境与番茄生长情况、杨凌地区2kW光伏日光温室冬季室内外光环境与热环境、以及对系统发电量和室外太阳总辐射进行监测，并以杨凌温室为例详细的介绍了光伏日光温室的设计方案。通过与普通塑料薄膜日光温室内环境数据对比，及对光伏日光温室内部环境的分析，结果表明：1）在非晶硅电池组件和PC板1:1比例布局下，夏季晴天光伏日光温室在正午前后2小时内的总辐射（0.3-3μm）透过率为38.7%，光合有效光量子流密度（400-700nm）透过率为38.9%，分别比塑料薄膜日光温室低30.3%和17.6%；而阴天时总辐射透过率为34.6%，光合有效光量子流密度透过率为31.1%，分别比塑料薄膜日光温室低15.8%与9.4%。此时间段内，晴天光伏日光温室可比塑料薄膜日光温室多阻挡3949.8kJ/m2热量进入室内。两栋温室内番茄株高在开花期（23-44d）差异显著，表现为光伏日光温室>塑料薄膜日光温室；茎粗则反之，且只在开花初期（23-29d）差异显著，但果实产量与品质无显著性差异2）光伏日光温室一月份平均透光率为33%，比塑料薄膜日光温室低11.6%。晴天的最大光照度为26927lux，阴天为6968lux，分别比塑料薄膜日光温室低6061lux、3177lux。光伏日光温室内晴天PC板的平均透光率为51%，而由非晶硅电池组件与PC板构成的倾斜平面的平均透光率变化范围为34.7%-41.7%；阴天时倾斜平面的平均透光率变化范围为19.9%-27.8%，与PC板相差不是很大。3）光伏日光温室内空气温度随高度增加而减小，同样天气下，PC板下的空气平均温度比非晶硅电池组件下的空气平均温度高；0.5m处的最低温度比1.0m处和1.5m处最低空气温度高；连阴天室内30cm深土壤平均温度比15cm深土壤温度高；晴天室内15cm处的土壤最高温度和平均温度分别比30cm处土壤温度高。4）单位千瓦光伏发电系统在1月份的发电功率为0.309kW；系统日发电量最大值为9.544kWh，最小值为1.414kWh；系统发电量与太阳总辐射呈现显著性正相关关系，且晴天的相关性系数大于阴天。