研究人员种植种子使可再生能源更有效

格雷格·巴伦-加福德跪在太阳能电池板下茂盛生长的甜菜、甘蓝、卷心菜和洋葱中。他手里拿着iPad，检查并记录植物吸收二氧化碳的情况和土壤湿度。他记录下植物的生长和外观。

巴伦-加福德是亚利桑那大学生物地理学和生态系统科学的助理教授，今天他正在索诺拉沙漠的生物圈2号西入口外工作。他专注于一种被称为agrivoltaics的方法，一种“在世界干旱土地上进行农业”的新方法，Barron-Gafford说。

Barron-Gafford关注的这种农业新方法包括在太阳能板下种植植物，这是一项将可再生能源与农业并存的试验，在这种情况下，将升高的太阳能板置于植物的下层。

一年半前，巴伦-加福德和他的同事们开始测量可再生能源对环境的影响，特别是太阳能电池板，他开始寻找“共定位”的方法。他和他的合作者使用了一系列的仪器，测量了沙漠生态系统冠层的空气温度和太阳能电池板下的温度。

经过一年的测量，研究人员发现太阳能电池阵列创造了一个比正常情况下更温暖的局部环境。“我们称之为太阳热岛效应，”巴伦-加福德说。

“这很像城市热岛效应，你把景观变成了建筑环境，它改变了太阳能在系统中的流动方式。它会产生净变暖效应，尤其是在晚上，”他说。“尽管我们不认为热岛效应已经远远超出了太阳能电池板阵列的范畴，但我们认为，我们需要深入研究这个问题，首先找出问题的原因，以及我们能否对此采取措施。”

巴伦-加福德怀疑，热岛效应是由“改变谁在这个生态系统中”引起的。也就是说，在一个正常的环境中，会有一种混合的土壤和植物在露天，让空气流通无阻。更重要的是，植物通过打开气孔或气孔吸收碳进行光合作用，同时让水从叶子中流出。

巴伦-加福德说:“它们最终成为了景观上的蒸发冷却器。”

“所以想想看，如果你在使用可再生能源时放弃了所有的植物，你就放弃了降温的潜力，你就得到了一个更温暖的环境。我们想看看如果你把冷却效果放回到系统中，你实际上可以冷却那些面板并减轻热岛效应。”

当太阳能板变得太热时，它们就开始失去能效。然而，如果它们能被冷却下来，它们将保持效率，这使得每一块土地上都有更多的可再生能源。

此外，太阳能电池板为植物遮荫，减少水的蒸发，反过来，种植同样的作物需要更少的水。

巴伦-加福德说:“我们把两者放在一起，各自从中受益，希望能产生附加效应。”

他说，他的下一个实验将集中于利用太阳能电池板收集的阴影，进一步减少水的使用。如果我们能减少让植物快乐和多产所需要的水，我们就能更明智地使用我们的水。

在那之后，他和他的合作者计划把这个系统带到亚利桑那州农村和墨西哥北部，那里没有可靠的水和电力。

“这是这项工作的最终目标，”巴伦-吉福德说。“其中一部分是让可再生能源变得更好。它的一部分是为社区农业带来一个新的层面，但它的很大一部分是延伸到那些农村景观，在那里一个简单的想法，如在太阳能板下种植植物可以解决一些重要的问题。这项工作确实与食品、能源和水科学息息相关。”