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研究人員已經(jīng)證明，使用有色，半透明的太陽(yáng)能電池板可同時(shí)發(fā)電和生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)優(yōu)良的農(nóng)作物，為農(nóng)民帶來(lái)了更高的收入前景，并最大限度地利用了農(nóng)業(yè)用地。


通過(guò)允許農(nóng)民多樣化他們的投資組合，這種新穎的系統(tǒng)可以提供金融保護(hù)，使其免受市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)或需求變化的影響，并減輕與氣候不可靠相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。在一個(gè)規(guī)模較大它可以大大提高太陽(yáng)能供電容量發(fā)電不影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

這不是第一次使用半透明的太陽(yáng)能電池板同時(shí)生產(chǎn)農(nóng)作物和電力，這種技術(shù)稱為農(nóng)用光伏技術(shù)。但是，在一種新穎的改編中，研究人員使用了橙色染色的面板，以充分利用可能穿過(guò)它們的光的波長(zhǎng)(或顏色)。

著色的太陽(yáng)能電池板吸收藍(lán)色和綠色的波長(zhǎng)來(lái)發(fā)電。橙色和紅色波長(zhǎng)穿過(guò)，使下面的植物得以生長(zhǎng)。雖然在標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中種植的農(nóng)作物所獲得的光量不到其總光量的一半，但穿過(guò)面板的顏色是最適合其生長(zhǎng)的顏色。

“對(duì)于像羅勒這樣的高價(jià)值農(nóng)作物，發(fā)電的價(jià)值只是彌補(bǔ)了有色太陽(yáng)能電池板造成的生物量生產(chǎn)的損失。但是，當(dāng)諸如菠菜等農(nóng)作物的價(jià)值較低時(shí)，這具有顯著的財(cái)務(wù)優(yōu)勢(shì)。這項(xiàng)研究領(lǐng)先的劍橋大學(xué)生物化學(xué)系研究員Paolo Bombelli博士說(shuō)。

在正常的生長(zhǎng)條件下，使用有色農(nóng)用光伏系統(tǒng)生產(chǎn)的菠菜和電力的總價(jià)值比單獨(dú)種植菠菜高35%。相比之下，以這種方式生長(zhǎng)的羅勒的總財(cái)務(wù)收益僅為2.5%。計(jì)算使用當(dāng)前市場(chǎng)價(jià)格：羅勒的售價(jià)約為菠菜的五倍。假設(shè)將要出售給進(jìn)行研究的意大利國(guó)家電網(wǎng)來(lái)計(jì)算所產(chǎn)生的電的價(jià)值。

“我們的計(jì)算是對(duì)該系統(tǒng)整體財(cái)務(wù)價(jià)值的相當(dāng)保守的估計(jì)。實(shí)際上，如果農(nóng)民從國(guó)家電網(wǎng)購(gòu)買電力來(lái)運(yùn)營(yíng)其房屋，則收益會(huì)更大。”美國(guó)加州大學(xué)克里斯托弗·豪教授說(shuō)。劍橋大學(xué)的生物化學(xué)系也參與了這項(xiàng)研究。

研究發(fā)現(xiàn)，與正常生長(zhǎng)條件相比，在有色太陽(yáng)能電池板下生長(zhǎng)的羅勒的可銷售產(chǎn)量降低了15%，菠菜降低了約26%。但是，菠菜根的生長(zhǎng)遠(yuǎn)少于莖和葉：可用的光較少，植物將能量投入到生長(zhǎng)“生物太陽(yáng)能電池板”中以捕獲光。

對(duì)板下生長(zhǎng)的菠菜和羅勒葉的實(shí)驗(yàn)室分析表明，兩者均具有較高的蛋白質(zhì)濃度。研究人員認(rèn)為，植物在減少光照條件下可能會(huì)產(chǎn)生額外的蛋白質(zhì)，以增強(qiáng)其光合作用的能力。為了適應(yīng)減少的光線，菠菜產(chǎn)生的更長(zhǎng)的莖可以通過(guò)將葉子從土壤中提起而使收割更加容易。

“從農(nóng)民的角度來(lái)看，如果您的綠葉蔬菜長(zhǎng)出較大的葉子是有益的，這是可以出售的植物的可食用部分。隨著全球?qū)Φ鞍踪|(zhì)的需求不斷增長(zhǎng)，可以增加植物作物中蛋白質(zhì)含量的技術(shù)也會(huì)非常有益。”

該研究的主要作者，格林威治大學(xué)的埃里諾·湯普森博士說(shuō)：“ 目前有如此多的農(nóng)作物在某種透明的覆蓋下生長(zhǎng)，因此使用有色太陽(yáng)能電池板的額外能源生產(chǎn)不會(huì)損失土地。”

所有綠色植物都通過(guò)光合作用將來(lái)自太陽(yáng)的光轉(zhuǎn)換成可促進(jìn)其生長(zhǎng)的化學(xué)能。實(shí)驗(yàn)是在意大利使用兩種試驗(yàn)作物進(jìn)行的。菠菜(Spinacia oleracea)代表了冬季作物：它可以在更少的日光下生長(zhǎng)并且可以忍受寒冷的天氣。羅勒(Ocimum basilicum)代表夏季作物，需要大量光照和更高的溫度。

研究人員目前正在討論該系統(tǒng)的進(jìn)一步試驗(yàn)，以了解該系統(tǒng)對(duì)其他農(nóng)作物的效果如何，以及主要在紅色和橙色光下的生長(zhǎng)如何在分子水平上影響農(nóng)作物。

原標(biāo)題：著色的太陽(yáng)能電池板可以增加農(nóng)場(chǎng)收入