农场安装垂直太阳能电板不会导致作物减产

太阳能电池板价格的快速下降意味着它们开始出现在意想不到的地方，从阳台到高速公路路堤。现在，研究人员让它们在农田里扮演更为重要的角色，双面太阳能电池板既能发电，又能为农作物和牲畜挡风。近日，相关研究发表于Research Square。

在德国Next2Sun太阳能园区，人们从垂直太阳能电池板铺设的条带上收割小麦。  图源：Next2Sun

近年来，一些农田已经在安装太阳能电池板。但是，这种被称为“农业光伏”的装置可能会导致过度遮挡植物或限制粮食生产用地。

丹麦奥胡斯大学的Marta Victoria说，一种解决方案是在田地里竖排放置双面电池板。垂直放置太阳能电池板可以为耕作留出最大的田地空间，同时，如果电池板朝向东西两侧，还可以在早晨和傍晚利用太阳能发电。这种朝向还可以避免在太阳最高时遮挡植物。

“我们知道，太阳能光伏发电的成本越来越低，因此开始考虑使用太阳能电池板的新使用方法是很有意义的。在丹麦，用树木、木栅栏甚至塑料布为农作物挡风是很常见的。我们想，既然要这样做，为什么不让这些挡风板发电呢？”Victoria说。

她和同事们一起进行了一项为期一年的试验研究，在一块种植冬小麦和苜蓿的田地里安装了一套44.4千瓦的双面太阳能电池板系统，以评估对作物产量的影响。太阳能电池板离地面有50厘米的间隙，高度为3米。

研究小组发现，与没有安装太阳能电池板的对照田地相比，垂直太阳能电池板将作物田地的平均风速降低了约50%。Victoria说，与对照田地相比，电池板还有助于保持田地的湿度，作物产量总体上没有减少。

电池板的发电量比标准倾斜阵列少得多，但都是在早晨和傍晚产生的。Victoria说：“在系统电力需求量大的时候，它能更好地匹配。”

德国科技公司Next2Sun已经在德国开发了许多商业垂直农业光伏项目，甚至还为农民生产 “太阳能围栏”。但Victoria的研究还没有经过同行评审。

美国亚利桑那大学的Greg Barron-Gafford说，在纬度较高的地区，当冬季阳光较弱时，垂直电池板可以发挥很好的作用。他强调说，这项研究仍处于早期阶段，还需要做更多的工作来评估该系统在极端天气和不同作物类型下的性能。

“高度超过50厘米的作物可能会被电池板遮挡。但对于葡萄树或浆果等高价值作物，该系统可以很好地发挥作用。将可再生能源和农业结合在一起，一定会有出路。”Barron-Gafford说。

相关论文信息：https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-5358908/v1