來自德國的研究團隊開發了一項創新的工具,旨在提升25個國家農作物選擇的效率,從而改善農業領域中的糧食安全以及能源效率。這項技術特別適合於小型規模的村落及城鎮農業,促使當地可持續發展。研究人員來自德國因戈爾施塔特技術大學,他們專注於研發這種農作物選擇工具。其功能為分析十二種不同的主要作物在氣候變化、作物生長及遮蔽影響下的表現,包括它們的用水及空間需求。

研究團隊從近二十份研究中提取了數據,以便確定在農業光伏系統中的作物高效生長的條件。這些系統將農業和太陽能結合起來,以實現產量和可持續性的最大化。此次研究涉及的十二種作物包括漿果、水果樹、葉菜、豆類、穀物、根菜、十字花科作物、油料作物、草藥、藥用植物、蘑菇和牧草。

這款作物選擇矩陣依賴於全球水平輻射(Global Horizontal Irradiance, GHI)數據,來鑑別各種作物在不同太陽能區域的最佳生長方式。太陽能區域即是在全球範圍內選擇的太陽能潛力高的地區。這些數據測量的是擊中地球表面的太陽輻射總量,這是分析太陽能系統設計和性能的重要指標。

研究發現,蔬菜、漿果和果樹受益於太陽能板的保護,這些面板可遮擋風吹,提高作物在極端高溫條件下的抵抗力,並減少水分蒸發。因此,這些作物不需要太多生長空間,能為農民帶來更高的投資回報。此外,農民可以通過出售太陽能板產生的多餘電能到電網中來獲得額外收入,證明了農業光伏不僅有利可圖,對環境也有所益處。

研究表明,草藥、草地和豆類作物在高溫、乾旱的氣候中生長最佳,此時太陽能板提供的陰影有助於降低水分壓力和土壤溫度。相較於此,穀物、纖維作物和油料作物更需要充足的陽光,傳統的農業光伏設置對此類作物並不太適用。但是,若能在太陽能板行間進行作物間作,並確保其有足夠的生長空間,仍可獲得不錯的收成。

利用土地來種植作物、飼養牲畜、並產生太陽能,不僅幫助農民節約土地和水,還創造了額外的收入機會。隨著越來越多的農業企業尋求在電費上節省資金及優化作物的生長,農業光伏技術在全球範圍內正迅速流行,並可能在長期內革新農業。

"由於適合農業太陽能的作物需要的空間較小,因此每公頃的安裝PV容量比常規大型光伏農場低,這使得農業光伏非常適合作小型農業社區、分散式可再生能源項目和可持續的鄉村發展。"研究作者在《Solar Compass》期刊中如此表示。

研究團隊表示,未來的研究應重點於AI驅動的優化技術、真實世界的試點研究以及高級農學評估,以細化農業光伏的決策。