一边是整齐排列、源源不断产生清洁电力的光伏板,一边是鱼虾畅游、生机勃勃的养殖水面。近年来,一种 " 上可发电、下可养鱼 " 的新模式正在我国多地快速发展,它有一个形象的名字—— " 渔光互补 "。
近日,在纪录片《凌探未来》中,电器工程生张凌赫走进渔光互补发电项目现场,甚至徒手捕捞被称为 " 光伏鱼 " 的水产品,引发关注。这种 " 光伏鱼 ",不是新品种,而是光伏板下养殖的鮰鱼。
那么," 光伏鱼 " 到底是怎么回事?光伏板是如何把阳光变成电能的?光伏发电与水产养殖又是如何实现 " 一地两用 " 的?

今天,我们就一起走进渔光互补项目,看看清洁能源与现代农业如何实现 " 双向奔赴 "。
(省流版)
张凌赫去捕捞的 " 光伏鱼 " 不是新品种,而是光伏板下养殖的鮰鱼。我国成熟的光伏产业让清洁能源和鲜美年货双丰收。
光伏板如何工作?
光伏板(又称太阳能光伏组件)看起来就像是一块平平无奇的板子,其实它里面有一层特殊的材料(半导体),平时里面的小粒子(电子)都稳稳待着。
光可以看作是由一个个小粒子(光子)组成,当阳光照射时,光子不断撞击这些电子,把它们从原来的位置撞击出来,光伏板里有一个分界线(由两种经不同处理的半导体拼在一起形成的PN 结),被撞出来的电子会被分到一侧,而缺少电子导致的空出来的位置(空穴)就会被分到另一侧,然后它们就会顺着 PN 结的引导向不同区域移动。
当在光伏板两端接上导线构成闭合回路,这些电子就会顺着导线定向移动形成直流电,可储存于蓄电池中或经由逆变器将直流电转为交流电,以供日常电器使用或并入电网。

图源:baijiahao.baidu.com
控制器主要用在带蓄电池的光伏系统中,主要是为了防止电池过充(充满后断电)或过放(电用完后断开负载)从而保护蓄电池。
逆变器就像一个高速 " 电子开关 ",快速地把直流电的正负极来回颠倒,电流方向不断交替,就变成了交流电;再经过滤波、整形,最终输出和家用电能一样的正弦波交流电。
这一过程直接将光能转化为电能,无需任何机械运动或化学反应,被称为 "光生伏特效应"。
光伏 +X
在广阔的荒漠地带、一排排光伏板在烈日下泛着蓝光,板下茂盛的牧草随风摇曳,光伏板就像是一个巨大的 "生态调节罩",能大幅降低地表风速、减少水分蒸发、降低地表温度,为植物扎根和生长创造了湿润的温床。
新疆莎车县采用 "光伏 + 牧草" 进行盐碱地治理,光伏矩阵通过智能调节形成遮阴网络,配合独特的板间通风设计,使得地表温度降低 6.2 摄氏度、蒸发量减少 30%。随着植被的复苏,区域内的生物多样性得到了稳步提升,昆虫种类增加,甚至偶尔还能见到黄羊等哺乳动物的踪迹。
光伏板在农业、林业、交通和建筑等领域都进行了融合应用,发展出一系列 "光伏 +" 模式。


璞叶小镇养殖园区是上海最大渔光互补养殖区。图源:邱军强 摄
在农业和林业领域,在农田上架光伏板,可在板下种植喜阴的食用菌,板间种植常规作物,提高土地产出效率;光伏板还能为棚内的温控、加湿等设备提供电能;在不适宜造林的灌木林地上,抬高搭建光伏支架 为喜阴的油茶等经济林提供了生长环境;在牛羊鸡舍顶上装光伏板,夏天遮阴、冬天挡风还能为通风、粪污处理等设备供电,实现绿色循环。
在交通和建筑领域,将光伏板应用于建筑屋顶、遮阳板、停车场顶棚,使其成为一个会发电的、能源自循环的 " 微型绿电站 "。在一些试验路段,科研人员尝试用特殊的光伏板替换公路地面;在高速公路服务区、加油站、港口码头铺设光伏系统可高效利用光能资源;在传统电网难以覆盖的偏远地带,光伏系统成为了理想供电方案。
在广阔的海洋湖泊上,光伏铺设主要有 2 种形式:一种是漂浮式光伏板,即将光伏板安装在特制的浮体上,会静静地漂浮在水面上,随水位高度自动升降以应对潮汐。另一种则是是 " 渔光互补 ",即水体上方架设光伏板阵列,下方用于水产养殖,实现了土地资源的高效利用。
这是什么光伏鱼?
在纪录片中,张凌赫前往悦达华辉渔光互补示范区,到布有层层光伏板的池塘中,徒手捕捞 " 光伏鱼 "。

悦达华辉渔光互补示范区。图源:《凌探未来》纪录片
"光伏鱼" 并非指某一种鱼类,也不是一个正规的科学术语,而是人们惯用指在 " 渔光互补 " 模式下养殖的水产品。光伏板通过物理遮阳降低了下方的水体温度,为喜阴凉的鱼类提供了稳定的生活环境。
据相关报道,同属江苏省的无锡渔光互补光伏发电项目,水下光伏板形成的天然遮阳环境使水体温度夏季降低 2 ℃ -3 ℃,冬季温差波动缩减 40%,为鱼虾蟹等水产营造了稳定宜居的生长空间,较传统养殖模式成活率提升 10%。

无锡渔光互补光伏发电项目官林地块。图源:中建三局二公司微信公众号
光伏鱼安全吗?在合理开发的前提下,光伏鱼是安全的。
渔光互补的相关研究发现光伏鱼项目在规划、设计、施工和运维阶段严格遵守安全规范,综合考虑生态、电气和生物因素,渔光互补对水质和养殖生物的影响可控,甚至光伏板遮阳还能缓解夏季高温对鱼类的热胁迫。
那么,这次张凌赫捕捞的光伏鱼是哪种鱼类呢?

图源:《凌探未来》纪录片
纪录片里其实明确提到了,我们张工参与捕捞的是 3 斤以上的鮰鱼。
鮰鱼是一种统称、俗称。根据纪录片影像判断,张工此次捕捞的应该是人工养殖的斑点叉尾鮰(Ictalurus punctatus),属于国外引进的养殖品种,是一种中大型鲶鱼,由美国生物学家 Rafinesque 于 1818 年首次描述并命名,最初命名为 Silurus punctatus,后经分类学修订,确立为现用学名 Ictalurus punctatus。
属名 Ictalurus 源自于希腊语 "ichtys"(鱼)和 "ailouros"(猫),意指其猫状胡须;种加词 punctatus 源自拉丁语,意为 " 有斑点的 ",反映其体侧具不规则黑斑的典型特征。
斑点叉尾鮰抗病能力强,适应性广,生长快,已成为全球养殖最多的淡水鱼之一。纪录片里面有个细节,张工需要从各种鱼中挑选出 3 斤以上的鮰鱼,这是 " 养殖智慧 " 的体现。为解决高密度单养面临的水质调控难、鱼病多发等问题养殖场所采用的生态混养模式。

图源:文献 [ 5 ]
当前,斑点叉尾鮰得到了人们的青睐,成为烤鱼店最常用的鱼类之一。一方面因为它营养丰富、肉质鲜美;另一方面,相比草鱼、鲤鱼等本土鱼,它没有肌间刺!(吃起来更方便)。

斑点叉尾鮰的 X- 光照片,脊椎骨上几乎没有小刺 图源:The Academy of Natural Sciences, Philadelphia
下次,当你在烤鱼店畅快淋漓地尝鲜时,或许会想起那片鱼塘,头顶那片 "蓝色海洋",正是 " 渔光互补 " 模式的生动实践。
参考文献
[ 1 ] 太阳能光伏板如何工作?5 分钟看懂光能变电能的神奇过程 https://mp.weixin.qq.com/s/donqgoahxxcZrTYPKDVpcw
[ 2 ] 媒体聚焦 | 生态混养 + 智慧赋能 亩均效益增两成 东台条子泥万顷斑点叉尾鮰喜获丰收 https://mp.weixin.qq.com/s/lyUSINVu4QycqleJsv77BA
[ 3 ] 南京市六合区程桥街道光伏渔业—鱼贝生态养殖模式建设项目可行性分析报告 [ OL ] .
[ 4 ] 烤鱼店最爱用的鱼,老家竟然在美洲?https://mp.weixin.qq.com/s/FZ5k7ltua4rhZvCOr-uPtA
[ 5 ] 梁海燕 , 余明海 . 斑点叉尾鮰养殖关键技术 [ J ] . 海洋与渔业 ,2023 ( 3 ) :72-73. https://mp.weixin.qq.com/s/K2SuXNIH8cZUAA-Pq1a-xQ


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