在明尼阿波利斯舉行的最近一次太陽能會議上，與會者解開歡樂時光，暢飲品嘗當?shù)匾苑涿蹫榛A的印度淡青啤酒，稱為“Solarama Crush”。位于明尼蘇達州的56 Brewing使用位于太陽能農(nóng)場外的蜂巢的光滑IPA雙城。

蜂蜜生產(chǎn)商Travis和Chiara Bolton在三個太陽能農(nóng)場飼養(yǎng)蜜蜂，開發(fā)商在其下方和周圍種植本地植物。“這些網(wǎng)站的優(yōu)勢在于它們有意為傳粉媒介種植，”特拉維斯博爾頓說。“在這些網(wǎng)站，他們真的想讓他們回到原生草原上，這對我們是有好處的。”

根據(jù)2016年的國家標準 ，原生植物已經(jīng)取代了草坪和礫石，成為明尼蘇達州太陽能花園的首選寢具，該 標準概述了開發(fā)人員如何創(chuàng)建 適合傳粉媒介的環(huán)境。在2016年和2017年建成的4,000英畝(1,600公頃)太陽能農(nóng)場中，超過一半的農(nóng)場使用本地植物，不僅有利于傳粉者，而且還能美化場地。

雖然明尼蘇達州可能是鼓勵太陽能農(nóng)場開發(fā)商種植本土植物的先鋒，但它并不是研究太陽能農(nóng)場如何收獲能源的唯一地方。美國，德國和其他地區(qū)的大學正在試驗“雙用途農(nóng)業(yè)”的概念 ， 正如一些倡導者所說的那樣，農(nóng)作物在太陽能電池板的頂篷下生長。他們發(fā)現(xiàn)它們長得很好 - 在某些情況下，它比 全天候的作物更好。

各種好處

為太陽能農(nóng)場增加電廠可為設施減少碳排放和擴大可再生能源的主要目標提供各種好處。國家可再生能源實驗室 (NREL)的能源水土地首席分析師喬丹麥克尼克說：“太陽能發(fā)展正在大規(guī)模發(fā)生，因為土地正在從農(nóng)用土地或未使用的土地轉化為太陽能項目 。太陽能農(nóng)場種植的原生植物和農(nóng)作物的影響。“這是改善我們的農(nóng)業(yè)和改善糧食安全，同時發(fā)展能源的絕佳機會。”

為太陽能農(nóng)場增加電廠可為設施減少碳排放和擴大可再生能源的主要目標提供各種好處。本地植物和作物植被可以幫助改善傳粉者的健康，這些傳粉者正受到棲息地喪失，農(nóng)藥中毒，營養(yǎng)不良，疾病，遺傳多樣性下降以及其他一系列因素的威脅。因此，用于生產(chǎn)蜂蜜的有管理的蜜蜂種群從20世紀40年代的570萬下降到今天的270萬左右。授粉媒介對經(jīng)濟產(chǎn)生了巨大的影響， 每年向該國經(jīng)濟貢獻240億美元。

隨著越來越多的土地用于太陽能生產(chǎn)，使這些英畝傳粉者友好的想法似乎具有生態(tài)和經(jīng)濟意義。“在全國范圍內(nèi)將棲息地納入這些太陽能農(nóng)場是促進和保護授粉媒介健康的好方法，” 宣傳授粉媒介環(huán)境的非營利組織，舊金山的傳粉者合作組織(Pollinator Partnership)總裁兼首席執(zhí)行官Val Dolcini說 。

底板原生植物不僅有利于其直接的太陽能農(nóng)場周圍，而且有利于附近的農(nóng)田。阿貢國家實驗室的生態(tài)學家李沃爾斯頓 說，授粉昆蟲在太陽能設施之外漫游到其他農(nóng)業(yè)領域，在那里他們幫助增加產(chǎn)量。他補充說，本土種植為諸如君主蝴蝶和生銹修補過的大黃蜂等品種下降提供避難所，同時為控制雨水和侵蝕提供額外的目的。

倡導者說，天然花園和蔬菜也提供了與面板或農(nóng)業(yè)生產(chǎn)毫無關系的審美益處。它們提供了一個更加豐富多彩和令人愉悅的視覺掛毯，而不是草坪草的整體綠色或礫石灰色，在某些社區(qū)試圖阻止太陽能花園擴張的時候，這一特征不容小覷，部分原因是由于無盡的單調無序一排排的面板。

NREL資助的研究發(fā)現(xiàn)，種植本土植物可以降低土地購置成本，減少雜草控制成本，減緩面板退化并分割許可費用。

試點項目

馬薩諸塞州，亞利桑那州，德國， 中國，克羅地亞， 意大利， 日本 和 法國的試點項目 看起來令人鼓舞，因為它們提供農(nóng)業(yè)和電力生產(chǎn)，因此與太陽能電池板混合作物，被稱為“雙用途”農(nóng)場。“到目前為止，飛行員已經(jīng)非常成功地證明你可以同時種植農(nóng)作物并發(fā)電，”麥克尼克說。

由馬薩諸塞大學阿默斯特分校運營的兩用農(nóng)場種植了多種植物 - 辣椒，豆類，香菜，西紅柿，瑞士甜菜，羽衣甘藍下面的太陽能電池板，從地面上升到大約7.5至9英尺(3米)或更高。主要通過手工更容易收獲。項目研究人員發(fā)現(xiàn)，面板集群之間1至1.2米(3至4英尺)的空隙導致作物產(chǎn)量幾乎與完全陽光照射場所相同。

被稱為“agrophotovoltaics”(APV)的混合太陽能和農(nóng)業(yè)的第一個概念之一是三十多年前由物理學家Adolf Goetzberger開發(fā)的。研究機構Goetzberger創(chuàng)建了弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所，最終 在現(xiàn)有的農(nóng)場合作社幾年的時間里建立了自己的占地三分之一(僅四分之三英畝)的 雙用途農(nóng)場前。根據(jù)2017年的新聞稿，該研究所提升了720塊太陽能電池板，足夠用于農(nóng)業(yè)機械收割下面和附近的植物 。

研究人員在開放和面板下種植小麥，土豆，芹菜和三葉草，并比較產(chǎn)量。太陽能遮陽降低產(chǎn)量5.3%至19%。然而，同時捕獲間接光和直接光的面板的電力被用來為農(nóng)作物加工廠和電力農(nóng)業(yè)機械提供動力，抵消這些成本并將土地使用效率提高60%。

當農(nóng)場獲利時，研究團隊似乎有點擔心這種方法可以在任何規(guī)模的任何地方工作。項目經(jīng)理Stephan Schindele在新聞發(fā)布會上表示，“為了在市場進入之前提供必要的概念驗證，我們需要比較APV的進一步技術經(jīng)濟應用，證明可轉移到其他地區(qū)，并實現(xiàn)更大的系統(tǒng)“。

同樣，克羅地亞奧西耶克Josip Juraj Strossmayer大學的農(nóng)業(yè)教師在 當?shù)剞r(nóng)場的一些農(nóng)場的太陽能檐篷下種植遮蔭快樂的有機蔬菜。所產(chǎn)生的能量驅動農(nóng)場的灌溉系統(tǒng)和農(nóng)機。在 奧地利，一位企業(yè)家創(chuàng)建了一個類似于APV的系統(tǒng)，但通過在電纜基礎設施上放置面板來減少固定桿，以降低成本和涉及農(nóng)機的潛在事故。APV系統(tǒng)正在德國其他地區(qū)和其他幾個國家進行測試。

亞利桑那大學地理與發(fā)展學院副教授Greg Barron-Gafford已經(jīng)開展了太陽能“ 農(nóng)村 ”試點項目 - 基本上是美國版APV - 兩年。正在使用帶有現(xiàn)有太陽能篷的圖森公立學校以及該大學的生物圈2研究和公共教育中心。該項目最初側重于減少太陽能電池板的熱島效應，并將其轉化為面板下的一種測試作物產(chǎn)量。

Barron-Gafford說，第一次在香菜，辣椒和西紅柿的莎莎花園中“真棒”。種植在面板下面的作物只需要在開闊地生長的那些水的一半，并且在面板下的小氣候下生長良好。“植物似乎喜歡調節(jié)溫度，”他說。

面板可以保護植物免受霜凍，使鱷梨，香菜，辣椒，西紅柿和芒果的季節(jié)更長。在晚春，研究人員開始收獲冬季作物胡蘿卜，羽衣甘藍，甜菜和檸檬草。“這真的是值得關注的東西，”他說。

實驗還發(fā)現(xiàn)了面板的其他優(yōu)點。在面板下收獲作物的人的皮膚溫度比那些在陽光下工作的人要低25度，在夏季炎熱的狀態(tài)下無小事。還有一些人認為遮蔭生長的農(nóng)產(chǎn)品比傳統(tǒng)種植的農(nóng)作物味道更好。

他說，Barron-Gafford希望與社區(qū)支持的農(nóng)業(yè)(CSA)農(nóng)場合作，試用這種雙重用途概念，該農(nóng)場將在太陽能電池板下涉及至少10英畝的農(nóng)田。在亞利桑那州的面板上看到的發(fā)電量增加了5%，為太陽能種植產(chǎn)品的維護和高價定價減少了，因此在農(nóng)作物上增加太陽能罩的額外成本可以得到支付。

盡管試點雙農(nóng)場項目取得了令人鼓舞的成果，但未來美國農(nóng)場將被太陽能檐篷覆蓋的未來的想法不太可能。Rob Davis是圣保羅非營利組織Fresh Energy的能源授粉中心主任。他說，拿著太陽能電池板的巨大腳手架需要花費大量金錢，而農(nóng)場拖拉機駕駛員撞倒一個崗位的不利轉變可能會導致數(shù)十萬美元的太陽能電池板損壞。

在歐洲等農(nóng)地緊張和電價高的地區(qū)，經(jīng)濟可能會發(fā)揮有利于兩用農(nóng)場的作用。然而，在美國，農(nóng)田仍然相對充足，除非能源和農(nóng)業(yè)市場發(fā)生變化，否則幾英畝的檐篷不太可行。

戴維斯說：“設計太陽能電池陣列有許多不同的方法，可為農(nóng)業(yè)帶來顯著的效益。” “其中一種方法當然是最具成本效益的方式，并且繼續(xù)加速應對氣候變化所需的大規(guī)模太陽能，正在太陽能項目內(nèi)部和周圍創(chuàng)建傳粉者棲息地。”

本土植物也有其自身的挑戰(zhàn)，比如對更高的前期種植成本的看法部分通過較少的維護需求來減輕。由于它們有時不太整齊，所以并不是所有的太陽能農(nóng)場的鄰居都愛上當?shù)厝?。然而，戴維斯認為，美國農(nóng)民正在進入更多的本土棲息地，因為沒有授粉者，他們的生計可能面臨風險。

“他們明白需要保持傳粉媒介的活力和豐富性”來種植他們種植的水果和蔬菜，以最大限度地提高產(chǎn)量并避免更多的監(jiān)管。“他補充道。“這個機會釋放私人部門的資金，并部署太陽能資本投資于農(nóng)業(yè)急需的高質量授粉媒介棲息地。”

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