“選擇 Cd-Te 和 c-Si PV 模塊是基于它們不同的透光特性，”該團(tuán)隊解釋道。“Cd-Te 模塊提供均勻的光分布，能夠控制分析光強(qiáng)度對草莓生長的影響。相比之下，c-Si 模塊由于不透明太陽能電池和透明玻璃交替排列，會產(chǎn)生不均勻的照明模式。這些特性允許對農(nóng)藝和能源影響進(jìn)行比較評估。”
這項研究包括兩個透明度分別為 40%(一種變化——紅色)和 70%(三種變化——紅色、藍(lán)色和綠色)的 CdTe 薄膜模塊，以及兩個透明度分別為 44% 和 69% 的 c-Si 基 PV 模塊。它們的最大功率分別為 48 W、24 W、275 W 和 150 W。在每個 c-Si 和薄膜模塊下種植了兩株草莓，同時種植了三株沒有模塊的草莓作為對照樣本。
分析考慮了鮮重、高度、葉片數(shù)量、葉綠素含量、土壤溫度和濕度等指標(biāo)。c-Si 模塊的前緣高度約為 0.7 米，后緣高度為 1.4 米，而 Cd-Te 模塊則部署在高架支架上，前緣高度為 2.0 米，后緣高度為 2.8 米。
結(jié)果顯示，與對照組相比，40% 紅色薄膜光伏組件的平均鮮重為 87%，而 44% c-Si 透明組件的平均鮮重為 104%。70% 透明綠色、藍(lán)色和紅色 Cd-Te 農(nóng)業(yè)光伏組件的平均鮮重分別為對照組的 56%、65% 和 34%，而 69% 透明 c-Si 光伏組件的平均鮮重達(dá)到 118%。
分析顯示，關(guān)鍵植物生長參數(shù)之間存在“強(qiáng)”相關(guān)性，花朵產(chǎn)量增加對鮮重和總生物量產(chǎn)生積極影響。“較高的植物表現(xiàn)出增加的花朵數(shù)量和生物量，強(qiáng)調(diào)了垂直生長對植物活力的重要性，”學(xué)者解釋道。“此外，葉子生產(chǎn)與花朵發(fā)育的相互依賴凸顯了葉子在通過改善光合作用和營養(yǎng)供應(yīng)來支持生殖生長方面的關(guān)鍵作用。”
此外，該小組還模擬了加拿大所有草莓種植園都采用光伏發(fā)電的情況。如果 c-Si 模塊也能實現(xiàn)這一目標(biāo)，那么加拿大電網(wǎng)的新增發(fā)電量將在 1,518 GWh 至 2,783 GWh 之間。如果節(jié)省電力來降低草莓成本，草莓價格可能會從每公斤 6.51 加元(4.52 美元)降至每公斤 4.82 加元。
“實施農(nóng)業(yè)光伏發(fā)電可產(chǎn)生 1.05 億至 3.4 億加元的電能價值。僅草莓種植每年就能產(chǎn)生約 1.5292 億加元的收入。然而，如果采用農(nóng)光伏發(fā)電，收入可能會超過 3.657 億加元(增長一倍以上)和 5.1998 億加元(增長三倍以上)。僅農(nóng)光伏發(fā)電帶來的草莓產(chǎn)量增加就可以額外帶來 600 萬至 2700 萬加元的收入，”科學(xué)家們總結(jié)道。
