该研究的通讯作者Richard Randle-Boggis告诉《光伏》杂志：“尽管东非地区光伏发电潜力巨大且粮食安全需求紧迫，但该地区农业光伏发电的潜力尚未得到发掘。不仅如此，我们的研究与在欧洲等其他地区展开的研究得出了截然不同的结果，这主要是由于气候差异所致。玉米的生长情况给我们带来了意外惊喜，因为我们预料太阳能电池板遮阴会导致产量降低，而且还因为玉米是该地区一种非常重要的作物。”
Randle-Boggis补充说：“我们还发现，在炎热季节有更多作物在太阳能电池板下存活下来，这可能意味着农业光伏系统可以保护作物免受预测未来将面临的、更具挑战性的气候条件的影响。”研究团队预料到农业光伏系统能够帮助节约用水，但看到它“让每一滴水生产更多的粮食”，一些作物在减少灌溉的同时提高了产量“真是一大惊喜”。
该团队在《可再生和可持续能源评论》上发表了一篇题为《利用阳光实现双丰收：东非地区农业光伏发电的能源、粮食和节水益处》的研究论文，指出目前撒哈拉以南非洲缺乏对农业光伏发电的粮食-能源-水系统关联效益的研究。
这片研究论文展示了分别从两套系统——位于坦桑尼亚东部莫罗戈罗即农业组织坦桑尼亚可持续农业局（SAT）所在地的36.6 kW离网阵列；以及部署在肯尼亚南部伊西尼亚农业企业Latia Agribusiness Solutions（LAS）总部的62.1 kW并网阵列——收集的发电量、作物生长情况、灌溉和环境参数数据。
两个阵列都安装在离地面3米高处，电池板密度为50%。它们都由多个345瓦的太阳能电池组件构成，每三块为一组，向北倾斜10度。研究人员在论文中称，选择这些太阳能组件是为了确保排水顺畅并减少电池板污染。他们在太阳能电池板下部边缘安装了带排水沟的雨水收集系统，将雨水和电池板清洁用水引入储水罐，以补充现有的集中灌溉系统。
2022年6月至2023年5月，坦桑尼亚系统的发电量为12.55 MWh，据研究人员估计这相当于每年为坦桑尼亚国家电网节省5310美元的发电成本。而肯尼亚系统的发电量为30.13 MWh，相当于LAS年度用电量的56%，研究人员称按照电网电价计算这节省了5725美元；而且他们还补充说，若加以充分利用甚至可以节省超过18000美元。
研究人员分别分析了坦桑尼亚基地的八种作物和肯尼亚基地的四种作物的生长情况。一些作物（如玉米、瑞士甜菜和豆类）在农业光伏系统下方茁壮成长，但研究论文称，即使是那些产量较低的作物也能为该地区带来预期的经济效益。
在温暖季节，农业光伏系统下的作物存活能力得到了提高。太阳能电池板遮阳还帮助提高了一些作物的产量并减少灌溉需求，而且通过电池板排水收集的雨水进一步降低了灌溉需求。此外，遮荫也减少了蒸发造成的水分流失。
该研究的资深作者Sue Hartley教授说：“通过用太阳能电池板为作物遮荫，我们创造了一种微气候，帮助某些作物提高产量。这还能更好地抵御热浪，遮荫可以节省用水量，这在受气候变化威胁严重的地区是至关重要的。”
研究论文在结论中指出，无论是并网还是离网型农业光伏发电，都能通过促进东非地区的能源安全、气候适应性强的农业生产和节约用水而为该地区同时实现多个可持续发展目标。该论文补充道：“因此，这项技术可以为寻求优化发展投资以发挥最大影响力的政府和决策者带来重大利益。”
但这篇论文也强调，所涉研究中的一些结果与温带地区现有的农业光伏发电研究结果形成了对比。该研究的主要作者Richard Randle-Boggis博士说：“牢记一种方法不能解决所有问题，这点很重要。我们需要根据具体地点定制系统，特别是在炎热、干燥的气候条件下。”
这个国际研究小组是由谢菲尔德大学牵头并携手国际林业研究中心与世界混农林业研究中心和亚利桑那大学组建的。
Randle-Boggis表示：“总的来说，我们已经证明农业光伏发电可以同时造福东非地区的粮食、能源和水系统。”展望未来，这项研究将继续考察农业光伏发展的经济效益和区域条件。“到现在为止，我们已经证实了该地区农业光伏系统的食品、能源和节水益处。接下来我们将全面了解系统的经济效益，并确定支持推广该技术的可行的商业模式。我们还希望研究该地区适合发展农业光伏发电的最佳地点，为决策提供指导。”
This content is protected by copyright and may not be reused. If you want to cooperate with us and would like to reuse some of our content, please contact: editors@pv-magazine.com.
By submitting this form you agree to pv magazine using your data for the purposes of publishing your comment.
Your personal data will only be disclosed or otherwise transmitted to third parties for the purposes of spam filtering or if this is necessary for technical maintenance of the website. Any other transfer to third parties will not take place unless this is justified on the basis of applicable data protection regulations or if pv magazine is legally obliged to do so.
You may revoke this consent at any time with effect for the future, in which case your personal data will be deleted immediately. Otherwise, your data will be deleted if pv magazine has processed your request or the purpose of data storage is fulfilled.
Further information on data privacy can be found in our Data Protection Policy.