《农业光伏:太阳能与农业的结合

Agrivoltaics是指在农业中利用太阳能电池板生产粮食和电力。在世界各地，这种做法有几个名称:农业太阳能、农业光伏、太阳能共享和光伏农业。

许多专家认为，农业光伏可以将粮食安全和向清洁能源过渡的障碍降到最低。虽然这种做法仍处于起步阶段，但预计随着太阳能在未来几十年的持续繁荣，这种做法将会增长。

Agrivoltaics是如何工作的

Agrivoltaics涉及安装装配太阳能电池板在比通常太阳能电池板更高的高度，留下土壤为农业生产。

根据美国能源部(DOE)的数据，到2050年，美国预计90%的太阳能增长将发生在农村地区。通过农业光伏等实践明智地利用农村土地是太阳能发展的关键。它可以减少太阳能对农业社区和农村野生动物的影响，同时提高更广泛的公众对太阳能的接受程度。

板提供离网给农场供电和/或并网给当地社区供电。面板下生产的食物可以为市场种植农作物，也可以为食草动物提供饲料和阴凉。通过净计量通过项目或将土地租给太阳能开发商，农民从作物和他们生产的能源中都获得了经济利益。

Agrivoltaics的好处

将土地用于多种用途有多种好处。把这些好处加起来，一项对农业光伏实践的综述发现，土地生产力提高了70%。

减少水分流失，提高产量

在提供遮阳时，太阳能电池板减少了土壤中水分的蒸发——一项研究表明，减少了40%的水分流失。太阳能电池板提供的遮阳物可用于蓄水，并将水用于清洁太阳能板然后可以回收用于作物灌溉。反过来，面板下面的植被减少了热应力，提高了面板的能源效率。

在太阳能板下的牲畜和农作物也需要更少的水。一项研究发现，随着晚春气温的上升，在太阳能电池板下吃草的羊羔每天需要的水比在露天牧场吃草的羊羔少近一升水。研究还发现，即使太阳能牧场的牧草产量减少了38%，但这一损失被其较高的营养成分所抵消，导致羔羊产量与露天牧场类似。由于水分流失减少，即使是一些不耐阴的作物，如玉米，产量也有所增加。

对农民的支持

在世界范围内，农田面临着许多威胁:水土流失、海平面上升、沙漠化，在美国，还有城市和郊区的发展。根据美国的农田信任到2040年，美国将有约1840万英亩(几乎相当于南卡罗来纳州的面积)的土地被用于住宅和工业发展。将近三分之二的农田由55岁以上的人管理，年轻人在开始创业时面临着经济障碍——这是农田被出售用于发展而不是继续耕种的主要原因之一。

在美国农田信托的建议中，最重要的是“智能太阳能”实践，包括激励农业光伏，使农业更有利可图，并为下一代粮食生产者负担得起。

解决土地使用纠纷

土地利用问题往往是进一步发展太阳能的关键。可再生能源平均每单位能源需要的土地是化石燃料的10倍。此外，太阳能电池板是受地点限制的，需要放置在有阳光的地方，而化石燃料可以在较少暴露于人类互动的地方运输和燃烧，或者靠近低收入社区和有色人种社区，他们的声音在选址决策中经常被忽视。

因为像太阳能这样的“分布式能源”可以被更广泛的公众看到，太阳能开发可能会引起公众的反对，从而吸引媒体和政治家的注意。增加对太阳能的依赖还可能造成“以绿换绿”的紧张关系，使保护农村生物多样性与促进清洁能源相矛盾，而农业光伏可以缓解这种紧张关系。通过在保护农田的同时扩大太阳能开发，化石燃料的使用也减少了经济上和种族上的不公平。

Agrivoltaic项目

尽管将太阳能与农业结合的建议可以追溯到20世纪80年代，Agrivoltaics作为一个词和实践可以追溯到21世纪的第一个十年。迄今为止，大多数农业光伏项目都是小规模的，仍处于研究和开发阶段一些操作达到商业上的成功。

美国能源部的国家可再生能源实验室(NREL)列出了20多个参与该项目的地点激励(创新场地准备和减少对环境的影响)项目，涵盖从适合传粉者的野花到西红柿等项目。beplay体育官网电脑

牲畜

农业与太阳能板最常见的结合之一，也是发电潜力最大的一种，就是让动物在太阳能板下的土地上吃草。这可以在不需要大型农业设备的情况下大规模完成。

家畜放牧也有好处控制植物生长下面面板。由于它们的体型，羊是适合的可以在面板下浏览，但当面板升得足够高时，奶牛可以被安置也考虑到奶牛平均每天消耗25加仑的水，太阳能电池板的节水效益是巨大的。

作物

许多农业光伏项目还涉及集约园艺(水果和蔬菜)或谷物和豆类生产。上面安装了太阳能电池板葡萄园在意大利比如印度。在比利时,那些在土豆被认为是农业光伏增长的潜在驱动力。

在美国，矮树林的蓝莓在缅因州种植，已经被证明适合农业光伏。在亚利桑那州,一个生物圈二号外的项目种植甜菜、羽衣甘蓝、卷心菜、洋葱和其他在部分阴凉处生长旺盛的植物。在许多其他项目中，研究人员在伊利诺伊大学香槟分校种植行作物、饲料和特种作物，以使该州对玉米和大豆的依赖多样化。

Agrivoltaics的挑战

Agrivoltaics并非没有挑战。太阳能电池板产生的雨水径流会改变农场的水分布，可能会影响农作物的生长。由于蒸发减少，面板下的湿度增加，会带来疾病或寄生虫。而且，也许最重要的是，太阳能光伏系统的投资成本对许多农业经营构成了障碍。

应对这些挑战有助于农业光伏系统的发展，改善采用这一做法的社区的粮食和能源安全。