一些创新【xīn】的【de】想法，似乎在一夜【yè】之【zhī】间涌现，而其【qí】他人【rén】则生根更慢，等待适【shì】当【dāng】的条件茁壮成长。
Agrovoltaics是一个太阳能电池板和粮食作物在同一块土地上共存的系统，它恰恰属于后一类。
弗劳恩【ēn】霍【huò】夫太【tài】阳能系统【tǒng】研究所的创始人阿【ā】道夫·戈茨伯格(Adolf Goetzberger)和阿【ā】明·扎斯特罗【luó】(Armin Zastrow)在1981年开创了这一理念。
当时，光伏发电的价格昂【áng】贵，电脑【nǎo】也【yě】很少见【jiàn】。因【yīn】此，他【tā】们研究了可【kě】编程袖【xiù】珍计算器上的两用系统的【de】方程式，并发表了一篇名【míng】为Kartoffeln unterm Kollektor(面板下的马铃薯【shǔ】)的论文。
阿道夫·戈茨伯格【gé】后来指出，这【zhè】是一个很容易接【jiē】受的原因，因为【wéi】马铃薯【shǔ】在一点点阴影下【xià】生长得【dé】更好。
三十五年后，世界似乎已经为他们的想法做好了准备。
自2010年【nián】以来，太阳能电池板的价格暴【bào】跌了50%以上，许多农民发现在巨大的太阳能【néng】电【diàn】池【chí】阵列【liè】之下种植作物更有利【lì】可图。
对于【yú】任何一【yī】个农民来说，这种【zhǒng】转【zhuǎn】变具【jù】有【yǒu】经济意义。但是，它逐渐地建立了一场可能【néng】破坏全球【qiú】粮食安全的游戏【xì】。
有越来越多的研究表明，它们可以。
太多的阴影会伤害【hài】庄稼，太少会损害【hài】发电量【liàng】。太阳能电池板之【zhī】间的适【shì】当【dāng】间【jiān】距以及阵列的【de】倾斜是获得正确的电【diàn】力和作物生【shēng】产组合的关【guān】键。
2010年【nián】，Christian Dupraz和他【tā】在法国国家农业研究【jiū】所的【de】同事建立了【le】蒙彼利埃附近【jìn】的第一个【gè】农业研究农【nóng】场。
他们在充【chōng】足的阳光下种植了两种作物，而另一种作物则采用【yòng】标准【zhǔn】密【mì】度的光【guāng】伏阵列【liè】，这种电【diàn】池产生【shēng】的电量最【zuì】多。第三季【jì】作物在半密度阵列下生长，这使【shǐ】得更多【duō】的光通过【guò】太阳【yáng】能电池板。
在【zài】三个生长季节【jiē】结束时【shí】，在全【quán】密度面【miàn】板【bǎn】下【xià】种植的作物已经损失了近50%的生产【chǎn】力【lì】。这并不特别令人【rén】惊【jīng】讶。值得注【zhù】意的是，半密度板【bǎn】下的植物与完全日照下的植物【wù】一样多产，甚至更多。
研究员 HélèneMarrou解【jiě】释说，生菜通过【guò】增加叶【yè】片大小来适应低光照。她还在2013年的一篇【piān】论文中写道，在【zài】一个变【biàn】暖的世界里【lǐ】，供水可【kě】能【néng】供不应求【qiú】，太阳能电池板下【xià】的阴影【yǐng】植【zhí】物【wù】可以减少对水的需求。
“我们在【zài】这个实验中表明，用PVP(光【guāng】伏发电【diàn】系统)遮蔽灌溉的蔬【shū】菜作物可以节省14%到【dào】29%的蒸发【fā】水，这取决于产生的阴影【yǐng】水平和作【zuò】物种植。”
在法国的【de】研【yán】究结果的基础上，弗劳恩霍夫研【yán】究所的德【dé】国研【yán】究人员【yuán】 阿道夫·戈茨伯格(Adolf Goetzberger)正式启动已经开【kāi】始【shǐ】讨论大型农场运【yùn】营的可行性问题。
在德国康斯坦茨湖【hú】附近三分【fèn】之一公顷的【de】农【nóng】田上，他们安装了720个【gè】双【shuāng】面太阳能电池板【bǎn】，这【zhè】意【yì】味着它们可以捕捉来自上【shàng】方【fāng】和下方的光线。
在法【fǎ】国，他【tā】们的【de】面【miàn】板安装【zhuāng】离地面很高，让最多的日光可能达到农作物并且【qiě】使大【dà】型农场设【shè】备阵列【liè】下移动。
2016年【nián】9月，研究【jiū】人【rén】员将太阳【yáng】能试验工厂连【lián】接到电网，并在阵列下种植【zhí】冬小麦、芹菜、马铃【líng】薯【shǔ】和三叶草。在第一年之【zhī】后，食物【wù】和电力的总产量比【bǐ】每两平【píng】方米【mǐ】收获的食【shí】物和【hé】电力高出60%。
与在阳光下生【shēng】长的三叶草相比，三叶草做【zuò】得【dé】最好，生产力【lì】仅下降了约5%。与没有【yǒu】太【tài】阳能【néng】电池板的试验地【dì】块相比【bǐ】，马铃薯【shǔ】，小麦和【hé】芹菜的产量降低【dī】了约19%。
弗劳恩霍夫研究所的学生助【zhù】理Benedikt Klotz解释说【shuō】：“整体发电远远超过农业损【sǔn】失【shī】。”
这些【xiē】面【miàn】板提供了足够【gòu】的能量，可【kě】为62个家庭供【gòng】电一年。Klotz说，目标是在未来【lái】提升这一目标。该试点研究【jiū】计划持【chí】续三年。
“最终，我们希【xī】望引领APV(agrophotovoltaics)进【jìn】入大规模建设的【de】行业准备阶段。”
假【jiǎ】设，美国种植的所有【yǒu】莴苣都转变为农业光【guāng】伏系统，它可能【néng】会使【shǐ】该【gāi】国【guó】整个装机容【róng】量增加一倍。
那么这有多大呢?这是最近一些模型研究所解决的问题。
例如，密歇【xiē】根技【jì】术大【dà】学【xué】的工程师Joshua Pearce想知道【dào】如果太阳能电【diàn】池板安装【zhuāng】在印度的葡萄农场会发生什【shí】么。
考虑到葡萄【táo】的耐【nài】荫【yīn】性【xìng】，他和同事创建了一个技【jì】术经济的计算机模型，插入【rù】了数字，发现与传统农【nóng】业【yè】相比，印度葡萄农场的经济价值可【kě】以【yǐ】增【zēng】加15倍以上，葡【pú】萄【táo】产量没有下【xià】降。如果土地的这【zhè】种双重【chóng】用途发生在印【yìn】度，那么能源发电可能【néng】足以为1500万人提供电力。
Pearce及其同事还研究【jiū】了美国的莴苣种植。并【bìng】假设【shè】如果美国的所【suǒ】有生菜生产都转换为农【nóng】业系统，光伏发电可【kě】以【yǐ】增加40到【dào】70千兆瓦。
从这【zhè】个角度来看，这【zhè】个数字几乎是2017年底美国【guó】整个光伏【fú】发电装机容【róng】量【liàng】的两倍。
