编者按：亚利桑那大学副教授格雷格·巴伦-加福德表示，将光伏基础设施和农业结合起来，对两者均有益处。对农业而言可使农作物生长的更好；对光伏而言则可提高太阳能板的效率。

亚利桑那大学副教授格雷格·巴伦-加福德表示，将太阳能电池板(光伏)基础设施和农业这两个系统结合起来，可以创造一种互利的关系。现在有一种农业模式，被称为农业光伏，通过在太阳能电池板的阴影下种植作物来将两者同时放置

设想你是一个农民，由于日益紧张的气候而难以满足生产需求。或者你是一个可再生能源的生产者，与剧烈的高温和天气作斗争。随着气温的升高，太阳能电池板得太热，无法正常工作，农作物需要更多的水，干旱和气候条件加剧了这些问题。

巴伦-加福德说，在一个农业综合发电系统中，太阳能板下的环境在夏天要凉爽得多，而在冬天可以保持温暖。这不仅降低了夏季灌溉用水的蒸发速度，而且也意味着植物不会受到那么大的压力。在较低干旱胁迫下生长的作物需要更少的水，而且由于它们不容易在正午因高温而枯萎，因此它们能够进行更长时间的光合作用，并更有效地生长。

在美国西南部，阳光充足，安装太阳能电池板的主要方法是把它们密集地塞进一个地方。巴伦-加福德对agrivoltaics的好处的研究并没有改变这种密度，只是简单地抬高了面板，使作物生长在几乎完全阴凉的地方。超级有趣的是，他解释说，我们可以减少75%直射到植物上的阳光，但是仍然有很多漫射光，使得植物生长得很好。

巴伦-加福德和他的团队通过该大学的推广办公室与农民合作，同时也与图森地区的社区农场同事合作设计试验田。目前的阿格里光伏电池试验田占地约165平方米，但在未来的一年里，会在该农场开发更大的实验装置。他们还与国家可再生能源实验室(NREL)紧密合作，在制定共同安装计划方面力求一致。

农民们也帮助研究人员决定试验作物。每年春天和秋天，他们种豆子、西红柿和几种辣椒。他们种植高价值的草本植物和香料，这表明有意选择那些在典型条件下生长不好、但现在在太阳能电池板的阴影下能生长良好的作物，可能会带来潜在的额外利润。

他们也尝试种植绿叶蔬菜，如甜菜、莴苣、羽衣甘蓝等，这些似乎在这个系统中生长得更好。在强光环境下，植物的叶子往往更小，这是为了适应过强的阳光，从而抑制光合作用系统。在低光照环境下，植物会长出更大的叶子，以分散吸收阳光的叶绿素，使得把更多的光转化为能量。研究人员在他们的试验中发现：罗勒植物的叶子会长的更大，羽衣甘蓝的叶子长得更长更宽，甜菜的叶子长得更大。这是这些作物的关键，因为农民收获的是这些植物的叶子部分。

太阳能电池板本身也受益于这种协同环境。在阳光充足，温度超过75华氏度(24摄氏度)的地方，太阳能电池板开始表现不佳，因为它们变得太热了。从农作物中蒸发出来的水份会产生局部的冷却作用，从而降低头顶太阳能板的热应力，提高太阳能板的性能。简而言之，这是食品、水和能源之间的三赢关系。

巴伦-加福德解释说，当收割农作物的时候，这实际上并不是一个大问题，因为农民可以使用很多相同的设备。我们将面板抬高到离地面约3米(10英尺)的低处，这样典型的拖拉机就可以进入现场作业。这是该地区农民说的第一件事，他们必须在适当的地方考虑采用任何一种农业光伏系统。

农业光伏发电系统的主要缺点是需要额外的钢材，这提升了系统的成本，但巴伦-加福德认为，食品产量的提高和水资源的节约将抵消这些额外的投资。

现在，有证据表明农业和光伏发电之间的这种关系的潜在好处，研究小组正在寻找更有效的方法来共同定位。他们想用可以完全垂直移动的太阳能电池板来做实验，让拖拉机穿过一排排的电池板到达土壤和作物，而根本不需要通过抬高电池板来实现。

巴伦-加福德表示，虽然农民并不需要等待这种未来的设计，太阳能公司也不需要，现在要从农业光伏获利，他们只需要抬高支撑着一排排面板的桅杆。但开发过程中这些惊喜的小发现也令人激动。

原标题：农业与光伏的联姻