论文标题：Should Agrivoltaics Ever Be Decommissioned? How Agrivoltaics Bolster Farm Climate Adaptation Even When Unpowered

论文链接：https://www.mdpi.com/2071-1050/17/21/9544

期刊名：Sustainability

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/sustainability

一、引言

太阳能光伏系统是目前史上最低成本的发电方式，而将其与农业结合形成的农业光伏系统，还能提高作物产量，这意味着太阳能将持续实现爆发式增长。然而，人们对于太阳能发电农场在长期使用后报废阶段的拆除问题存在担忧。来自于加拿大韦仕敦大学的Joshua M. Pearce教授团队在Sustainability 期刊上发表了文章。该研究通过以下方式回应了上述担忧：(1) 分析农业光伏系统关键组件的预期使用寿命和实际使用寿命；(2) 通过实验测量两个农业光伏阵列的微气候影响 (一个处于满电发电状态，另一个处于模拟逆变器故障后的未通电状态)；(3) 基于以往在光伏条件下表现出正面响应的作物，量化农业光伏的产量增益。研究表明，农业光伏系统即使在停止发电后，仍能通过被动遮阳继续提供有意义的农艺和经济价值，而相关政策框架应适应其双重用途。将农艺协同效益纳入拆除政策，有助于促进农场的长期生产力和气候适应能力。

图1：农业光伏系统组件和实验农场。

二、研究过程和研究结果

该研究团队首先查阅了已发表的保修数据和现场运行数据，分析光伏系统关键组件 (逆变器、光伏支架系统等) 的预期和实际使用寿命。紧接着，该研究团队进行了实验设计与数据采集。该研究团队在加拿大安大略省的两个邻近农场设置了对照实验，其中一个农场的农业光伏系统保持通电状态，而另一个农场则通过断开电力输出来模拟逆变器/光伏组件故障后的未通电状态。该研究团队测量了通电农场的土壤温度和空气温度，以及未通电农场的土壤温度/湿度，并运用统计分析对数据进行处理。最后，该研究团队基于已发表的农业光伏研究数据确定了在遮阳条件下能够提高产量或品质的作物，并结合作物产量及市场价格估算了不供电农光互补系统的遮阳条件可转化的农业和经济收益。

该研究的核心发现为：1) 农业光伏系统结构具有持久效用。即使在寿命最短的逆变器发电功能减弱或停止后，光伏组件和支架系统在结构上仍然可以提供近100年的被动遮阴，以减少作物的热应激并改善其生长和产量。2) 农业光伏结构即使在发电停止后仍能提供持久的微气候效益。非供电状态下的农业光伏系统遮阴不仅能调节土壤温度，还能增强土壤水分保持。在44%透光率晶硅覆盖比例下，非供电状态下的农业光伏系统平均土壤温度比对照组低1.6°C，单点降幅高达11.9°C。在8%透光率晶硅覆盖比例下，非供电状态下的农业光伏系统的土壤湿度为0.245 m³/m³，高于无遮阴的土壤湿度 (0.231 m³/m³）。3) 非供电农业光伏系统被动遮阴可带来潜在经济协同效益。该研究基于文献中的作物产量数据估算了无电遮阴带来的潜在年增收。例如，美国西红柿的潜在年收入约可增加320亿美元。

图2：在44%透光率晶硅覆盖比例下，供电光伏组件下方土壤温度变化，与对照组（无遮阴）土壤的对比。

三、研究结论

该研究证明，农业光伏系统即使在停止发电之后，仍能通过被动遮阴持续提供有意义的农学和经济价值。因此，不供电的光伏阵列不应被视为过时废物，而应重新定义为耐用的农业资产。不供电阵列比供电阵列提供了更强的土壤冷却效应，改善了土壤保水能力，对土壤健康、养分循环和作物生产力具有重要影响，强调了不供电农业光伏作为被动式气候适应工具的作用。与此同时，这些微气候效益可转化为可观的经济收益，对农场在日益波动的气候和市场条件下的韧性产生积极影响。通过重新思考农业光伏系统在电力效用之后的价值，政策制定者、农民和研究人员可以为可持续土地利用、韧性食物系统和气候适应开辟新的路径。

期刊介绍

主编：Prof. Dr. Steve W. Lyon, Ohio State University, USA

Sustainability创刊于2009年，作为一个跨学科的国际开放获取期刊，涵盖技术、环境、文化、经济和人类社会的可持续发展研究。期刊聚焦自然科学、工程学、经济学、社会科学与人文领域研究，推动跨学科协同探索，共同助力人类可持续发展及联合国 2030 可持续发展议程。 期刊已被 Scopus、SCIE、SSCI (Web of Science) 等多个权威数据库收录，5-Year Impact Factor 为 4.2。

2025 Impact Factor：4.1

2025 CiteScore：8.9

Time to First Decision：16.9 Days

Acceptance to Publication：3.8 Days