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評析

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計畫名稱

112年度「地面型漁電共生環境與社會檢核機制規劃與推動計畫」(1/2)

主題名稱 單軸農電共生系統對旱地草地的影響
資料時間 2023/02/24
上傳時間 2023/3/8
國別 美國
能源領域 環境衝擊與調適
能源業務 新及再生能源
決策知識類別 評析
關鍵字 single-axis agrivoltaic systems rainfall tempera

重點摘述

  1. 科羅拉多州立大學的科學家研究安裝在單軸跟踪器(single-axis trackers)上的 農電系統(agrivoltaic systems)如何影響降雨和光照分配,並如何影響無灌溉草 地的生長。研究地點於科羅拉多州博爾德的傑克太陽能花園(Jack’s Solar Garden),其上安裝 1.2 兆瓦單軸跟蹤器農電系統裝置,採用來自越南太陽能 製造商 Boviet Solar 之 3,200 多個 380 W 單晶光伏組件(monocrystalline PV modules),並將面板安裝於單軸跟踪器上,其中三分之一高度為 2.4 米,另外 三分之二高度為 1.8 米。
  2. 科羅拉多州屬半乾旱氣候,降雨量較大,下午氣溫約在 35°C 左右;上午的 溫度則大約是 22°C。跟踪器在上午向東傾斜;下午向西傾斜,以跟隨太陽軌 跡。下雨時,由於下午降雨量較大,故西邊落下的水較多。
  3. 研究發現,根據降雨時光電板模組是向東還是向西傾斜,可在該地獲得二到 五倍的降水量。因此,研究小組最初預計西部面板下會有較高草地生產力; 然而相反地,他們發現土壤濕度較低的東部草地生長較佳。
  4. 根據 Sturchio 的說法,傑克太陽能花園草地生長的最佳溫度為 30°C,與下午 常見溫度 35°C 有別,若溫度超過 30°C 就會減少植物光合作用量。研究亦發 現早晨因較低的氣溫和較高的空氣溼度彌補了東邊較低的土壤水分含量,從 而提高了東部地區的生產力。
  5. 事實證明,太陽能板提供遮陽也可提高植物生產效率。根據 Sturchio 的說法, 植物若被太陽能板遮蔭半天,導致光週期更短,較短的光週期會導致葉片蒸 發量減少,從而減少水分流失量。這對於在乾旱期間保持草地生產力至關重 要,如果科羅拉多州在未來經歷乾旱期,該團隊希望檢驗這一假設。另外團 2 隊還觀察到,太陽能板下方的植物葉子溫度降低了 4°C ,在科羅拉多州仲夏 時,許多植物都可從這種較低的溫度中受益。
  6. 目前傑克太陽能花園的安裝旨在最大限度地提高發電量,面板行之間沒有太 多空間,此設計導致草產量減少 9%。但 Sturchio 表示,電力生產帶來的經濟 收益大大彌補了作物產量略有下降的影響,但是若將太陽能板間隔開 15 米, 那麼在潮濕的年份,生產率將可能提高 6%。
  7.  該團隊認為,了解單軸農用光電系統對降雨和光照及對作物生產力的影響, 有助於恢復因過度放牧、農業實踐(agriculture practice)和缺水而退化的土地。
附件 20230308_單軸農電共生系統對旱地草地的影響_呂家榮_G200_再生能源評析.pdf  
資料提供者/機構 呂家榮 / 工業技術研究院綠能所
最後修改者
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聯絡 Email JRLu@itri.org.tw