如果世界要避免最严重的气候危机，就需要现在就减缓气候变化，并产生更大的影响。具体而言，世界需要在 2025 年之前减少全球碳排放量。太阳能光伏发电只是我们为限制这些排放而采取的众多行动之一。另一种选择是新兴的农业光伏技术，它融合了更可持续的农业、节水和可再生能源发电。

太阳能是地球上最丰富的能源。然而，太阳能面临的一个挑战是面板占用空间，而世界许多地方的空间有限。可用空间面临着满足不断增长的人口需求的效用两难境地；这个地块是用来为不断增长的人口种植粮食还是为他们不断增长的能源需求种植粮食？

这就是屋顶太阳能如此有益的原因之一，但如果我们要创造足够的能源让世界摆脱化石燃料，规模经济就很重要。这就是农业光伏发电改变游戏规则的地方，它允许土地用于农业和太阳能发电的双重用途，并最终通过食物-水-能源合作创造更高效的景观利用。

1981 年，Armin Zastrow 博士和德国 Faunhofer 太阳能研究所 (ISE) 的创始人 Adolf Goetzberger 教授首次探索了农业光伏发电，该组织至今仍是农业光伏发电的先驱。Goetzberger 在 80 年代的初步研究集中在太阳能光伏系统的双重土地利用与马铃薯种植的关系上，他们发现有希望。然而，直到 2010 年德国的立法改革和可再生能源法案 (EEG)，农业光伏研究才成为更重要的优先事项和更大规模的研究。尽管目前已在全球范围内普及，但农业光伏发展的最大障碍是世界各地的地方法规（Fraunhofer ISE，2020）。

光伏的潜在应用。来源 Fraunhofer ISE

农业光伏系统。资料来源：弗劳恩霍夫 ISE

将太阳能光伏 (PV) 系统与农业配对有很多好处（Fraunhofer ISE，2020）：

减少灌溉需求最多可减少 20%

用于灌溉的雨水收集潜力

减少风蚀

使用光伏安装结构保护作物并提高弹性

使用跟踪系统最大化作物的光照

通过对流冷却提高光伏效率

支持传粉者栖息地

其他公认的好处包括为农民建立第二个收入来源的经济利益，随着气候变化影响的扩大，这个行业面临越来越多的脆弱性。在研究中，一些作物能够通过成对的太阳能阵列产生更大的产量，而另一些作物则略低（与对照组相比接近 80%），但是当探索太阳能增益以及其他许多好处时，这对作物共享强大的协同效益和整体生产（Hickey，2019；Barron-Gafford ， 2019）。因此，如果农民能够生产 80% 以上的农作物产量，而太阳能电池板产生 100% 的预期产量，那么他们的土地产量将超过 180%。太阳能电池板的附加值对他们的收入以及土地的整体生产力做出了巨大贡献。随着气候模式的变化，光伏阵列还可以根据作物的位置、相关景观和预计的环境危害来保护作物。更不用说农业生产者的多元化收入增加了弹性。

2022年，目前全球农业光伏装机量为14GW。仅在德国就有 1.7 TW 的农业发电潜力（Fraunhofer ISE，2022）。光伏和农业的配对是必须进一步探索的事情，包括允许这种土地双重用途的更多支持性立法和法规。这种再生配对直接支持食物-水-能源关系，是应对气候危机的灵活解决方案。