农业光伏的 5 大优势：兼顾作物与发电

在人类持续寻找可再生能源的过程中，光伏与农业的结合成为一种颇具前景的解决方案。这一创新思路既回应了提高土地利用效率的挑战，也推动了可持续实践的发展。

 

 

什么是农光互补？

为了把土地腾出来用于传统用途之外的活动，人们遇到了许多两难问题，也因此需要富有创意的解决办法。农光互补的概念正是在这样的背景下出现的：把农业生产与作为可再生能源之一的光伏发电结合起来。

通过这种方式，农光互补让两种活动在同一空间中共存。它们不仅可以在同一块土地上同时开展，而且在两种模式的结合中还能实现互利。

光伏等可再生能源可以为农作物种植或畜禽养殖提供所需的电力，使其拥有稳定的能源来源；而光伏电站（太阳能跟踪器、太阳能组件等）所占用的土地也可以同时用于耕种，从而实现最大化利用。

农光互补不仅能让这些土地达到必要的平衡，太阳能组件还可以保护农作物免受冰雹、霜冻和干旱等恶劣天气的损害。

此外，布置得当的太阳能设施可以减轻风力和太阳辐射的过度照射，从而营造理想的生长条件，并有助于农业节约用水。这样就实现了完整的环境融合，对两种活动都非常有利。

农光互补的起源

了解农光互补的起源，对于把握这种环境融合的演进十分关键。从历史上看，农业与光伏电站都在土地耕作方面遇到过困难，同时光伏发电又必须占用大片土地。因此，人们开始寻找能让这两种活动共存的方案，农光互补由此诞生。

德国是这一概念的发源地，也是最早面对空间限制、并因此阻碍农业与光伏共同发展的地区之一。2017 年前后，Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE 通过其智利办事处开展了一项关键研究，突出展示了太阳能与农业结合的优势。该研究在智利圣地亚哥大都市区的农田中建设了三座光伏电站，用实践加以验证。

这次示范的主要目标是推动土地的高效利用、稳定能源供应、融合智能技术，并降低农产品的碳足迹。结果在三个关键方面带来了实际效益。首先，太阳能组件提供的遮阴提高了农业产量，对在开阔环境中容易受到胁迫的作物尤其有益。

此外，遮阴区域有利于作物对环境的降温作用，从而提升了光伏组件的效率，在较炎热的时段尤为明显。这种协同效应突显了农光互补的多重优势，使其成为实现土地可持续利用与能源生产的有力方案。

农业与能源转型中的机遇

这些试验以及后续研究，验证了一个观点：让这两种活动相互补充，将为环境融合和能源转型带来重要的效益与机遇。

在美国，亚利桑那大学也研究了光伏与农业结合所产生的影响。其关于提升能效的研究表明，在安装了太阳能组件的区域，水分蒸发更少，植物的胁迫水平也更低。原因在于这些区域夏天不那么热，冬天也不那么冷。

有哪些优势？

事实已经充分证明，农业能够为实现更高的能效带来许多重要优势。实际上，欧洲正通过《欧洲绿色协议》推动这种土地的双重利用，使两种活动同时受益，并为实现环境融合制定了相应措施。农光互补的主要优势如下：

1. 适合某些环境的良好组合：研究表明，有些土地更有可能从农业与光伏组件的结合中获益。农田、草地和湿地是最适合这种结合的环境。组件不仅能让这些区域的作物获得很大好处，而且在许多情况下，这些作物也最有利于更好地发挥光伏组件的作用。

2. 调节温度：这种组合的一大优势在于，光伏组件可以调节安装在其下方的作物所处的温度。这样，在夏季高温时段，组件下方的作物可以保持较低的温度；而在冬季极寒时段，这些作物的温度反而会更高。

3. 减轻作物胁迫：有些作物长期暴露在露天环境中会出现胁迫状况。光伏设施可以减少或缓解这种情况。可能处于这种状况的作物包括菜豆、番茄、辣椒，以及生菜、牛皮菜或羽衣甘蓝等绿叶植物。组件可以把照射到植物上的直射阳光减少多达 75%，从而促进更好的生长。

4. 太阳能组件性能更佳：农业与光伏发电结合的另一大优势是，光伏组件借助农作物获得了更好的发电条件。影响这种性能提升的因素包括充足的日照、和缓的风、适中的气温以及较低的湿度。这种组合使组件在这些种植区域的运行效果好得多，可以用更少的投入和更小的组件面积获得更多电能。

5. 光伏与农业之间的协同效应：可以看到，光伏发电与农业的结合能够在两种活动之间产生许多协同效应。这些协同效应无疑会影响农作物、周边环境以及当地的其他动物。在利用光伏组件与农作物发展可持续能源的过程中，最重要的协同效应之一会作用于蜜蜂等昆虫。

在这些农田中，传粉蜜蜂的出现似乎会给生态系统带来很大好处。事实上，这些作物可能形成有利于蜂群发展的生态系统，从而帮助蜜蜂维持生存并建立更大的蜂群。种植能够吸引这些传粉者的作物，或许是在这些生态系统中实现更好平衡的机会，并能进一步放大作物与组件在这些农业用地上可能产生的协同效应。

毫无疑问，农光互补能够为许多国家或地区的土地带来的协同效应与机遇，是一条值得走下去的道路。这不仅需要农场负责人与可再生能源生产负责人之间达成共识，也需要有合适的法规。

在欧洲层面以及许多国家，人们强调的问题之一正是：目前仍缺少能够规范这些活动的明确法规，而这样的法规可能带来新的工作方式，并推动这些协同效应进一步增强。可以得出的结论是，这项已经发展了一段时间的新型活动仍处于起步阶段，需要更高水平的发展，才能实现人们对两种活动结合所期待的环境效益——它们有着共同的目标：保护环境，同时促进农业发展与可再生能源生产。这是一项必须持续推动的活动，也需要更多的法规支持与关注。

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