小编
美国太阳能行业正在测试太阳能光伏和农业在同一地块上共址的可行性，而这些项目中使用的太阳能支架使这成为可能。
将太阳能项目与农业配对还不是一门精确的科学，但无论光伏阵列下方或附近发生的活动——无论是照料牲畜、种植农作物还是维护传粉媒介——它通常需要更高的机架和更多的组件行间距。这种太阳能和农业的结合是两用光伏的一种形式，也称为农业太阳能或农业光伏。
根据 2022 年农业普查，美国有超过 190 万个农场，耕种着 8.8 亿英亩的农田。根据人口普查报告，虽然这仍然占数百万平方英里的土地，但自 1997 年以来，美国农田减少了近 7500 万英亩。根据 farmdocdaily 发表的分析，大部分失去的农田是用于畜牧业的牧场，并且随着政策的变化允许农民在圈养动物。
“农民非常接受农业光伏的想法，但对承担有风险的项目非常犹豫，”科罗拉多州柯林斯堡太阳能承包商 Sandbox Solar 的所有者兼首席执行官 Ian Skor 说，该公司正在倡导农业光伏。“对他们的农业实践进行微小的改变可能会产生很大的影响。他们的利润已经很微薄了。
太阳能被定位为农民的生命线，是家庭的稳定收入来源，可以帮助家庭保留农田。证明农业活动可以在太阳能电池阵列的边界内继续进行，比选择其中一种比选择其中一种产生更大的经济影响。
农用光伏太阳能支架
使太阳能支架适用于农业光伏项目，主要意味着将其升高到更高的柱子上，以便为组件下方发生的任何事情提供足够的净空。延长阵列的高度会增加风和其他环境条件的影响，并且需要额外的工程设计来确保它能够承受额外的压力。如果太阳能电池阵列还与活跃的农业设备或牲畜（尤其是牛）共享土地，那么它也必须能够处理可能的碰撞。
“通过我们早期的设计决策，我们本质上是防牛的——或者说是防水牛的，”来自蒙大拿州的太阳能支架制造商 MT Solar 的首席执行官 Travis Jordan 说。“即使是大型农业设备，我们也可以处理一些轻型粗糙的住房。如果花盆被扔掉并撞到柱子上，它不会造成任何伤害。
MT Solar 为农业光伏项目生产杆顶式太阳能支架，其设计参考了 Jordan 在离网宅基地上的成长经历。这种杆架旨在通过使用单个地面安装点来最大限度地减少施工活动，同时仍能适应不平坦的地形，如蒙大拿州不断上升的丘陵和山脉。组件台可以手动旋转，以全年跟随太阳的轨迹，并且出于农业光伏目的，可以进行调整，为农业设备或计划的遮阳腾出空间。
太阳能承包商 Sunstall 和垂直货架制造商 Sunzaun 的首席执行官 Helge Birnath 表示，阴凉处是一种宝贵的资源，因为许多作物，如根茎类蔬菜和绿叶蔬菜，每天只需要几个小时的阳光就可以生长;农业工人在长时间在阳光下工作时重视阴凉处。
Sunzaun 是一种太阳能围栏产品，与其他地面安装机架相比，其项目占地面积更小。虽然它的发电能力不如单轴太阳能跟踪器，但它可以安装在更狭窄的区域，并且仍然可以发电。
“你实际上可以从中得到一些东西，而你的木栅栏不会给你带来任何回报，”Biernath 说。“是的，相比之下，资本支出会很高，但另一端会有资金流入，这就是区别。”
Polar Racking 是一家来自加拿大安大略省的太阳能支架制造商，它设计了三个地面支架，用于两用项目。每种模型（垂直围栏、固定倾斜的东西向雨篷和单轴跟踪器）都旨在通过减少必要的桩数和在场外预组装组件，最大限度地减少对这些农业场地的施工影响。
Polar Racking 运营副总裁 Sam Alradhi 表示，目标是不中断运营或破坏农民的土壤，“因为土壤就是一切。此外，跟踪器和固定倾斜模型被抬高，因此牲畜、农业设备和农产品可以在下方茁壮成长。Polar Racking 甚至对带有饲料托盘的货架进行建模，以便农场动物可以在阵列的阴凉处进食。
“现在是时候让我们在生产太阳能的同时再次拥有我们的牲畜或农作物或其他任何东西来更有效地利用土地了。我们不必再选择一个而不是另一个。我们可以共存，“Alradhi 说。
Stracker Solar 是一家来自俄勒冈州的双轴太阳能跟踪器制造商，最初设计其跟踪器时考虑到了双重目的。这些系统已部署在大学的试点农业光伏项目中，更常见的是汽车经销商地段。Stracker 的创始人兼首席运营官 Jeff Sharpe 花了 10 年时间在蒙大拿州的一块 50 英亩的土地上耕种，并花了 8 年时间设计了一个安装在农田上的跟踪器。
“当我们设计和提出这个跟踪器项目时，我们看到了农业市场的真正价值，能够将联合收割机安装在设备下，”他说。
让农业光伏发挥作用
将太阳能电池阵列和农作物配对在同一块地上比将技术和农作物分开更能增加该单一土地的经济价值。太阳能电池阵列的功率密度可能不会像没有农业的太阳能项目那么大，但农作物和电子的产量将比只有一个或另一个的地块更有利可图。
贸易组织 SolarPower Europe 于 2024 年出版了《农业太阳能手册》，作为欧洲农民和太阳能开发商的资源，目标是使两用项目“使农民、太阳能利益相关者、投资者和当地社区受益”。
美国农民和太阳能公司可以从手册中记下笔记，因为欧洲和美国的农业行业都面临着类似的障碍，包括土地限制、收入不确定性和气候变化导致水资源短缺。根据该手册，农业光伏项目有可能提高某些遮荫作物品种的产量、增加保水能力、保持土壤温度、协助土壤中的碳封存并增加传粉媒介的活动。
BlueWave 是一家来自波士顿的太阳能开发商，有一个专门负责两用太阳能项目的部门。Jesse Robertson-DuBois，BlueWave 可持续太阳能开发总监，马萨诸塞州西部的一名农民。
“我来到太阳能行业时，认为农民是相当有创新精神的人，他们知道如何在很多不同的地方种植产品或饲养牲畜，而这些都不是那么难，”他说。“太阳能开发很困难。耕种很辛苦。你可以重叠它们的地方——不需要魔杖——只需要寻找有良好重叠的地方和人。
太阳能支架制造商已准备好满足农业社区的需求，因为早期的农业光伏项目正在测试配对的合法性。电网正在电气化，农业也是如此，现场太阳能可以帮助双方。
