農電共生是現在常見的太陽能設置型態,既能保有農作糧食,也可以發展太陽能綠電,最近美國研究指出,與傳統的太陽能板相比,農電共生的太陽能系統架設高度較高,能提高模組散熱冷卻效果,帶來較佳的發電表現、還能延長模組壽命。
美國康乃爾大學團隊這次以物理學角度來研究,從提高太陽能板功率轉換效率跟延長模組壽命來看農電共生的成本跟收益。根據指導教授 Max Zhang 先前的研究,美國約有 40% 公用事業太陽能電廠建立在農地上,而大約 84% 被認為適合發展太陽能的土地為農用地。
為了不與農爭地,出現綠電與農業相互扞格的尷尬場面,農電共生為一個選項。團隊利用基於流體力學的微氣候模型和太陽能板溫度資料,評估農電共生太陽能板的高度、地面光反射和蒸散速率,最終團隊認為,農電共生可以解決未來的糧食──能源問題(food-energy problems)。
結果顯示,比起在一般地面上架設太陽能板,在植披上的模組表面溫度下降更快,研究指出,對比在地面上 50 公分高的太陽能板,在大豆上方 4 公尺處的太陽能板降溫可達 10 度。
這是因為植被和土壤的蒸發速率和地表反射率強,導致模組的降溫效果更顯著,這種被動冷卻不僅能提高太陽能板的發電效率,也能延長太陽能板使用壽命,最終提高長期經濟潛力,第一作者 Henry Williams 表示,研究顯示出雙重利益,一方面可以生產糧食,另一方面也提高太陽能的經濟效益。
雖然說更高的太陽能板,意味著更高的初期成本,但根據世界資源研究所的資料,到 2050 年,為了養活 100 億人,全球糧食需求預計將增長 50%,農電共生則是一種互惠互利的概念。
(首圖來源:Unsplash)
新聞來源:科技新報
https://technews.tw/2023/03/06/growing-crops-solar-farms/