一些创新【xīn】的想法，似【sì】乎在一夜之间【jiān】涌现，而【ér】其他人则生根更慢，等【děng】待适当的【de】条件【jiàn】茁壮成【chéng】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【láo】恩霍夫太阳【yáng】能系统研究【jiū】所的创始人阿道夫·戈茨伯【bó】格【gé】(Adolf Goetzberger)和阿明·扎【zhā】斯特罗(Armin Zastrow)在【zài】1981年开【kāi】创了这一理念。
当时，光伏发电的价格昂贵，电脑也很少见【jiàn】。因此【cǐ】，他们研【yán】究了可编程袖珍【zhēn】计算器上【shàng】的两用系统的方程式，并发表了一篇名【míng】为Kartoffeln unterm Kollektor(面板下的【de】马【mǎ】铃薯)的论文。
阿道夫·戈茨伯格后来指出【chū】，这是一个很容易接受【shòu】的原因【yīn】，因【yīn】为马铃薯【shǔ】在一点点阴影下【xià】生【shēng】长得更好。
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【lái】，太阳能【néng】电池板的价格暴跌【diē】了50%以上，许多【duō】农【nóng】民发现在巨大的太【tài】阳能电池阵列之下种植作物更有利可【kě】图。
对于【yú】任何一个农民来说，这种转变【biàn】具有经【jīng】济意义。但是，它【tā】逐渐地建立了一【yī】场可能破坏【huài】全球粮食安【ān】全的游戏。
有越来越多的研究表明，它们可以。
太【tài】多的阴影【yǐng】会伤害【hài】庄稼，太少会【huì】损害发电量【liàng】。太阳【yáng】能电池板【bǎn】之间的适当间距以及阵列的倾斜是获【huò】得正确的电力和作物生【shēng】产组合【hé】的关键。
2010年，Christian Dupraz和他在法国国家农业研究【jiū】所的【de】同事建立了蒙彼【bǐ】利【lì】埃附近的第【dì】一个【gè】农业【yè】研【yán】究农场。
他们【men】在充足【zú】的阳光下种植【zhí】了【le】两种作物，而另一【yī】种作【zuò】物则采用标准密度的光伏阵列，这种电池产生【shēng】的【de】电量最多。第三季作物【wù】在半密度【dù】阵列【liè】下生【shēng】长，这使得更多的光通过太阳【yáng】能电【diàn】池板。
在三个生长季【jì】节结束时【shí】，在【zài】全密【mì】度面板下种【zhǒng】植【zhí】的【de】作物已【yǐ】经【jīng】损失了【le】近50%的生产力。这【zhè】并不特别令人惊讶。值得注意【yì】的是，半密度板下的植物与完全【quán】日照下的植物一样多产，甚至更多。
研究员 HélèneMarrou解【jiě】释说【shuō】，生菜通过增【zēng】加叶片【piàn】大【dà】小来适应低光照。她还在2013年的一【yī】篇论【lùn】文【wén】中写道，在【zài】一个变暖的世界里，供水【shuǐ】可【kě】能供不应【yīng】求，太【tài】阳能电池板下的阴影植物可以减少对水【shuǐ】的【de】需求。
“我们在这【zhè】个【gè】实验中【zhōng】表明【míng】，用PVP(光伏【fú】发电系统)遮【zhē】蔽灌【guàn】溉的蔬菜作物可以节省14%到29%的蒸发【fā】水，这取决【jué】于产生的阴【yīn】影【yǐng】水平和作物种植。”
在法国的研【yán】究结果的基础上，弗劳【láo】恩霍夫研【yán】究所的德国研究【jiū】人员 阿道【dào】夫·戈茨【cí】伯格(Adolf Goetzberger)正式启动【dòng】已经开始讨论大【dà】型农场运营的可行【háng】性问【wèn】题。
在德【dé】国康斯坦茨【cí】湖【hú】附【fù】近三【sān】分之一公【gōng】顷的农田上，他们安【ān】装了720个双面太阳能电池板，这意味着它们可【kě】以捕捉来自上【shàng】方和【hé】下方的光【guāng】线。
在【zài】法国【guó】，他们的面【miàn】板安装离地面很高【gāo】，让最多的【de】日【rì】光可能达【dá】到农【nóng】作【zuò】物并且使大型农场设备阵列下移动。
2016年9月【yuè】，研究人员将太阳能试验工【gōng】厂连接到【dào】电网，并在阵列下种植冬【dōng】小麦、芹菜、马【mǎ】铃薯和三叶草。在第一年之后，食物和电力的总产量比每两平【píng】方【fāng】米收获的食物【wù】和电【diàn】力【lì】高出60%。
与在阳光下生长【zhǎng】的【de】三叶草【cǎo】相比，三叶草【cǎo】做得最好，生产【chǎn】力仅下降了约5%。与没有太【tài】阳能电池板的试【shì】验地块相比【bǐ】，马铃薯，小麦【mài】和芹菜的产量降低了【le】约【yuē】19%。
弗劳恩【ēn】霍夫【fū】研究【jiū】所的学生助理Benedikt Klotz解释说：“整体发电远【yuǎn】远超【chāo】过农业损失。”
这些面板提供了【le】足够【gòu】的【de】能量，可为62个家【jiā】庭供电【diàn】一【yī】年。Klotz说，目【mù】标是在未来提升这一目标。该试点研【yán】究计划持【chí】续三年【nián】。
“最终，我【wǒ】们希望引领APV(agrophotovoltaics)进入【rù】大规【guī】模建设【shè】的行业准备阶段。”
假设，美国种植的所有莴【wō】苣都转变为农业光伏系统，它可【kě】能【néng】会使该国整【zhěng】个装机容量【liàng】增【zēng】加一【yī】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【rú】，密歇根技【jì】术【shù】大学的工程师Joshua Pearce想知道【dào】如果太阳能【néng】电池【chí】板安【ān】装在印度的葡【pú】萄农场会发生什么。
考虑到【dào】葡【pú】萄的耐荫性【xìng】，他【tā】和【hé】同事创建了一【yī】个技术经济的计算机模【mó】型，插【chā】入了数字，发现与【yǔ】传【chuán】统【tǒng】农业相比，印度葡萄农场的【de】经济价值可以增加【jiā】15倍以上，葡萄产量没有【yǒu】下降。如果土地的【de】这【zhè】种双【shuāng】重用【yòng】途发生在印度，那么能源发电【diàn】可能足以为1500万人提供电力。
Pearce及其同【tóng】事还研究了美国的莴苣种植。并假设如【rú】果美【měi】国的【de】所有生菜生产都转换为农【nóng】业系统【tǒng】，光伏发电可以【yǐ】增加40到70千兆瓦。
从这个角度【dù】来看，这个数字几乎是2017年底美【měi】国【guó】整【zhěng】个光【guāng】伏发电装机容【róng】量【liàng】的两倍。
