根据康奈尔大学的一项新研究，在气候变化带来的威胁性问题中，在太阳能农场种植经济作物是对农业用地的一种潜在有效利用，既可以增加商业食品生产，又可以提高太阳能电池板的性能和寿命。

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该小组于2月15日在AppliedEnergy上发表了新研究。

主要作者亨利·威廉姆斯(HenryWilliams)表示：“我们现在首次拥有一种基于物理学的工具，可以从提高功率转换效率和太阳能电池板寿命的角度来估算共置太阳能电池板和商业农业的成本和收益。”，康奈尔工程博士生。

“与传统的太阳能农场相比，农业和太阳能电池板共存的农业光伏系统有可能通过更高的面板高度、更多的反射地面覆盖物和更高的蒸发蒸腾率提供更多的被动冷却，”资深作者、西布利教授MaxZhang说。机械与航空航天工程学院，“我们可以通过农业光伏系统产生可再生电力并保护农田。”

例如，在纽约，根据Zhang团队之前的一项研究，大约40%的公用事业规模太阳能发电场容量是在农业用地上开发的，而大约84%被认为适合公用事业规模太阳能开发的土地是农业用地.

通过使用基于计算流体动力学的微气候模型和太阳能电池板温度数据，该小组评估了太阳能电池板的高度、地面的光反射率和蒸散率(水蒸气从植物和土壤中上升的过程)。他们发现，农业光伏系统有可能帮助解决未来的全球粮食能源问题。

工程师表明，与在裸露地面上建造的太阳能电池板相比，安装在植被上的太阳能电池板显示出表面温度下降。太阳能电池板安装在大豆作物上方4米处，与安装在裸露土壤上方半米处的太阳能电池板相比，太阳能组件的温度最高可降低10摄氏度。

由于植被和土壤的蒸发蒸腾和地表反照率增强而导致的降温效果比面板高度更大所引起的降温效果更显着;根据该论文，与暴露的土壤或砾石相比，被动冷却提高了太阳能电池板的效率。然而，更好的是，温度下降可以延长太阳能电池板的使用寿命，并提高长期经济潜力。

“当你降低太阳能电池板的工作温度时，你可以提高效率并延长太阳能电池组件的寿命，”威廉姆斯说，“我们展示了双重好处。一方面，你可以为农民生产粮食，另一方面另一方面，我们已经为太阳能开发商展示了更长的寿命和更高的转换效率。”

根据世界资源研究所的数据，到2050年，全球粮食需求预计将增长50%，以养活100亿人，因此了解这一互惠互利的概念正值农业生产的关键时刻。同时，加快可再生能源的部署以减轻气候变化的影响势在必行。

在像美国西部这样的炎热气候中，农业光伏农场将是理想的选择。

“到目前为止，农业光伏系统的大部分好处都围绕着炎热和干旱的气候区，”康奈尔阿特金森可持续未来中心的KathyDwyerMarble和CurtMarble教授主任张说，“这篇论文是朝着评估农业光伏在美国东北部代表性气候中的可行性迈出一步，以缓解世界面临的土地利用竞争。”