马萨诸塞州在两用太阳能装置方面处于领先地位，这使得种植一些作物和牧场动物成为可能，同时产生清洁能源。

马萨诸塞大学作物研究和教育中心的田间太阳能电池板看起来并不像我们大多数人所期望的那样。 它们离地面七英尺远，而不是靠近地球进行囤积，而是有足够的空间供农民或奶牛在下面徘徊。 面板由两英尺和三英尺的间隙隔开，而不是紧密地聚集在一起。 光线穿过这些空间，下面是一排叶状羽衣甘蓝和布鲁塞尔豆芽，取代了典型的裸露的土地或草地。

这种不寻常的安排是两用太阳能装置的第一个例子 - 有时称为农业装置。 它是一个光伏阵列，从地面上升得足够远，间隔的方式使得一些作物仍然可以在面板周围和下面生长。 目标是帮助农民通过可再生能源发电实现收入多样化，同时保持土地用于农业用途并减少温室气体排放。

“这似乎是一件很棒的事情 - 你可以在农场使用相同的空间来从太阳能生产中获取资金，”该公司副执行董事布拉德•米切尔说。 麻省农场局联合会。 “但它还处于早期阶段。”

在同一块土地上生产太阳能和种植作物的想法已经存在了一段时间。 孤立的示范和研究设施已到位或计划在 亚利桑那, 日本及 法国总部办公室。 然而，近年来，随着光伏电池板价格暴跌，对可再生能源的兴趣增加，以及对小农的财政压力增大，这一概念变得更具吸引力。 而且由于太阳能电池阵列经常取代农业，导致两种土地用途之间的紧张关系，农业电力被视为潜在的双赢。

马萨诸塞州处于推动力的最前沿。 该州雄心勃勃 可再生能源目标目前的目标是在3,600结束时要求2020兆瓦的风能和太阳能容量，增加一倍 国家目前的产出 1,800兆瓦的数量引起了人们对开发太阳能项目的兴趣，但该州人口密度高意味着可用土地稀缺。

此外，许多当地的食品倡导者认为马萨诸塞州消费的食物不足部分在那里种植。 短暂的生长季节以及劳动力和土地的高成本可能使马萨诸塞州的农业成为一个财务上不稳定的主张。 一些拥护者说，两用太阳能装置有可能同时缓解一些这些问题。

传统上，当太阳能开发商转向农田进行项目时，该物业被出租或出售给开发商，表土被剥离，并且面板安装在嵌入土地的混凝土基础上。 虽然这种转变推动了可再生能源的发电，但它削弱了当地的食品供应。 一些 县 甚至开始禁止大规模的农业产业太阳能开发作为保护土地的一种方式。

两用发展特别适合马萨诸塞州的需求，国家正在抓住机遇。 私人太阳能公司Hyperion Systems与大学之间的合作伙伴关系是一个独特的研究项目，旨在准确计算不同作物在凸起的面板下生长时的成本。 该州新的太阳能激励计划，即Solar Massachusetts Renewable Target（SMART），为两用项目提供额外补偿。

“据我们所知，没有别的地方正在做我们正在做的事情，”Hyperion Systems的顾问Michael Lehan说。

Agrivoltaics的起源故事

马萨诸塞州的两用项目可以追溯到2008，当时建筑公司老板Dave Marley在他位于Amherst的总部的屋顶上安装了一个太阳能电池板，并很快决定他想产生更多能量。 当他开始考虑将农田作为一个地点时，马利决心找到一种方法来避免中断土地的农业用途。

“他一直在强调，'我想让土地保持活力。 我不想掩盖土地，“马萨诸塞州农业资源部可再生能源协调员Gerald Palano说。

在2009，Marley与麻省大学和2010的研究人员建立了联系，他的愿景成为现实，在马萨诸塞州南迪尔菲尔德的一个研究农场建造了一个70面板阵列。 第二年，Marley成立了Hyperion Solar，以推行这种可再生能源的新方法。 马利在2013去世，他的儿子詹姆斯接管了这项业务。

今天，Dave Marley设想的两用装置仍然存在，推进了他的目标。 面板的下端从地面抬起7英尺，在空中升至15英尺。 它们间隔足够远以允许阳光穿过下方的场地并且可以水平移动以调整间隙。 这些面板由垂直杆支撑，10脚嵌入地面。 没有使用混凝土，因此对土壤的破坏是有限的并且是完全可逆的。

“农民真正关心的是土地，”Lehan说。 “土壤破坏最小。”

自阵列在2011上线以来，麻省大学农学教授斯蒂芬赫伯特一直在研究小组对作物生长的影响。 他的结果令人鼓舞。

当他种植草和其他饲料植物以支持放牧的奶牛时，面板下的土地产量超过接受阳光直射的土地的90百分比。 对于牛肉或奶农来说，农业光伏阵列是一种“不费脑筋的”，赫伯特说，他从一块面板下面的茎上采摘的新鲜布鲁塞尔豆芽的叮咬之间。

Agrivoltaics可以工作吗？

早期的结果表明，当在小组下生长时，辣椒，西兰花和瑞士甜菜等蔬菜可以产生大约60百分比的体积。 同时，两用系统提供每英亩传统装置大约一半的发电能力，并且成本更高。

然而，虽然这些系统比太阳能电池板或农业单独提供更少的能量产生和更低的作物生产率，但这种组合通常是有益的。

“绝对，”Lehan，Palano和James Marley几乎齐声说道。

Hyperion估计，在平均条件下，其两用设备可在大约八年内收回成本。 州和联邦拨款可以缩短该时间表。

为了帮助加快采用这种新方法，马萨诸塞州正在筹集资金。 11月，该州推出了SMART计划，该计划向太阳能拥有者支付每千瓦时能源产生的固定基准费率。 然后，当面板没有产生足够的电力时，他们从电网中抽取的电力成本中扣除他们赚取的金额。 如果所有者产生的能量超过他们使用的能量，他们可以将这些信用额用于未来的账单。

这些太阳能装置的基本费率从15美分到每千瓦时39美分不等，具体取决于开发的规模和位置。 将太阳能电池板与农业相结合的项目每千瓦时可获得额外的6美分。 实际上，这意味着农业用地上的1兆瓦系统，固定位置的太阳能电池板一年可产生大约1.2百万千瓦时的能量，将为电费收取额外的72,000。

在SMART的前六周，五个申请提出了双重用途项目，另外两个提交了预先确定请求，这是该流程的早期步骤。 Palano说，还有几位开发商询问了潜在的发展。 拟议的项目范围从249千瓦到1.6兆瓦。

“我们认为大型开发商和其他人的兴趣水平是存在的，但这个概念是新的，所以他们需要投入更多时间来更好地理解，”他说。 “到目前为止，我们很高兴看到这种兴趣。”

并非每个农业区都将受益于农业。 例如，在已经拥有足够开放的非农业空间来容纳太阳能电池阵列的地区，增加的成本和努力可能没有意义。

马萨诸塞州的两用太阳能电池阵。

然而，在像马萨诸塞州这样的地方，帕拉诺说这项技术只会变得更好，更有帮助。 他已经看到了对跟随太阳移动的面板感兴趣，最大化他们的能量生成。 他还预计人们对存储的兴趣日益浓厚，基本上是大型电池可以收集电力并保存，以便在太阳不发光时使用。 他补充说，未来甚至可能包括半透明的面板，这些面板可以让更多的光通过生长在下面的植物。

“我们说，'让我们看看我们是否可以将其提升到一个新的水平，'”帕拉诺说。 “我们期待着这项创新。”

这篇文章最初出现在 民间美食

关于作者

莎拉·谢姆库斯（Sarah Shemkus）是一名自由撰稿人和编辑，撰写有关商业，技术，食品以及他们所遇到的地方的文章。 她的作品出现在 “波士顿环球报”, 守护者，Slate和其他优秀出版物。 她的激情包括农贸市场，海洋，数据，尖锐的切达干酪，神秘小说，国家公共广播电台，准时，旅行和正确的语法。 在推特上关注莎拉@shemkus。

热门照片：在马萨诸塞大学的太阳能电池板下种植的西红柿。 （所有照片均由Hyperion Systems提供。）

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