太陽能電池板價格的快速下降意味著它們開始出現在意想不到的地方，從陽臺到高速公路路堤。現在，研究人員讓它們在農田里扮演更為重要的角色，雙面太陽能電池板既能發電，又能為農作物和牲畜擋風。近日，相關研究發表于Research Square。
在德國Next2Sun太陽能園區，人們從垂直太陽能電池板鋪設的條帶上收割小麥。 圖源：Next2Sun
近年來，一些農田已經在安裝太陽能電池板。但是，這種被稱為“農業光伏”的裝置可能會導致過度遮擋植物或限制糧食生產用地。
丹麥奧胡斯大學的Marta Victoria說，一種解決方案是在田地里豎排放置雙面電池板。垂直放置太陽能電池板可以為耕作留出最大的田地空間，同時，如果電池板朝向東西兩側，還可以在早晨和傍晚利用太陽能發電。這種朝向還可以避免在太陽最高時遮擋植物。
“我們知道，太陽能光伏發電的成本越來越低，因此開始考慮使用太陽能電池板的新使用方法是很有意義的。在丹麥，用樹木、木柵欄甚至塑料布為農作物擋風是很常見的。我們想，既然要這樣做，為什么不讓這些擋風板發電呢？”Victoria說。
她和同事們一起進行了一項為期一年的試驗研究，在一塊種植冬小麥和苜蓿的田地里安裝了一套44.4千瓦的雙面太陽能電池板系統，以評估對作物產量的影響。太陽能電池板離地面有50厘米的間隙，高度為3米。
研究小組發現，與沒有安裝太陽能電池板的對照田地相比，垂直太陽能電池板將作物田地的平均風速降低了約50%。Victoria說，與對照田地相比，電池板還有助于保持田地的濕度，作物產量總體上沒有減少。
電池板的發電量比標準傾斜陣列少得多，但都是在早晨和傍晚產生的。Victoria說：“在系統電力需求量大的時候，它能更好地匹配。”
德國科技公司Next2Sun已經在德國開發了許多商業垂直農業光伏項目，甚至還為農民生產 “太陽能圍欄”。但Victoria的研究還沒有經過同行評審。
美國亞利桑那大學的Greg Barron-Gafford說，在緯度較高的地區，當冬季陽光較弱時，垂直電池板可以發揮很好的作用。他強調說，這項研究仍處于早期階段，還需要做更多的工作來評估該系統在極端天氣和不同作物類型下的性能。
“高度超過50厘米的作物可能會被電池板遮擋。但對于葡萄樹或漿果等高價值作物，該系統可以很好地發揮作用。將可再生能源和農業結合在一起，一定會有出路。”Barron-Gafford說。
相關論文信息：https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-5358908/v1