杂交活力:在绿色屋顶种植太阳能电池板产生相互优势

埃米利奥Ancaya

大自然中有两个事实是我们永远可以信赖的——阳光和植物生长在一起。

现在，当太阳能光伏板嵌入绿色屋顶的植物中收集太阳能时，这种协同效应的真相甚至更进一步。它以一种独特的方式，改变了光合作用的形式。

无论是在城市还是乡村，太阳能电池板都不再是不寻常的景象，从名副其实的数英亩太阳能电池板到家庭屋顶上的单个单元。然而，绿色屋顶仍然没有被很多人广泛认识和理解，尽管意识在不断增强。一般来说，绿色或生活屋顶是一种植被覆盖的屋顶，土壤和植物取代了金属、砾石碴、沥青、瓦或瓦。这并不是一项新技术，因为几个世纪以来，草皮和其他生物材料一直占据着人类的住所。

但是，对环保、可持续解决方案的需求日益增长，导致建筑师、工程师、景观设计师和屋顶承包商越来越多地使用绿色屋顶。这种需求增加了绿色屋顶在商业，机构和住宅项目的使用，通过新的建设和改造。

在其最简单的形式中，一个生活屋顶通常由一层防水膜组成，在这层防水膜上有更多的层。最后一个可见的元素是土壤基础，上面覆盖着精心挑选的物种、纹理和植物的颜色，提供的不仅仅是简单的美学。一个合理设计和安装的绿色屋顶可以带来广泛和多样的好处，包括降低能源成本，改善雨水管理，提高空气质量和屋顶材料的寿命。

现在已经确定，同样的好处可以显著提高种植在绿色屋顶上的太阳能电池板的性能和效率。根据最近的几项研究，在“太阳能花园”中有策略地放置光伏(PV)电池板已被证明可以改善能源收集和绿色屋顶上植物的健康状况。从本质上说，这种整合建立了一种互利的小气候，并丰富和扩大了双方提供的优势。

纽约布朗克斯设计与建筑学院进行的研究表明，太阳能电池板的效率提高了大约3%，而柏林正在进行的研究表明，绿色屋顶的太阳能电池板的产量平均比标准屋顶高出6%。其他研究发现，这类人的表现提高了16%。屋顶的大小、面板的位置、气候和所利用的植被类型是影响这种推进的关键因素。

关键的潜在问题是太阳能电池板会变热。对光伏发电输出的一个主要影响是屋顶的极端高温，这既影响了能量捕获，又带来了维护问题。与之配套的绿色屋顶所提供的冷却方面在光伏板性能上产生了显著的性能提升。这些植物为热敏光伏元件(如微型逆变器)起到绝缘和“空调”的作用，因为绿色屋顶通常比传统屋顶低30度。冷却效果提高了能量收集效率，同时减少或消除了复杂的机械系统来消除热量的需要。绿色屋顶还减少了空气中污染物和灰尘的数量，这些污染物和灰尘可能会对光伏板及其系统有害，减少了维护要求和成本，同时对系统寿命有积极的影响。

同样值得注意的是，将光伏板放置在屋顶上有效地消除了妨碍地面位置的问题。通常，这样的地点必须是允许的，分级通常需要适当的雨水控制和减少侵蚀。经常的维护是必要的，周边经常需要围栏。然而，在商业屋顶安装太阳能电池阵列，就不需要围栏了，下面的绿色屋顶可以有效地处理排水问题。几乎任何规模或规模的太阳能绿色屋顶都大大降低了建筑对环境的影响，并节省了宝贵的地面绿色空间。

最近的研究有一个意想不到的发现，绿色屋顶的植物也能从光伏板中生长出来。面板产生的阴影减少了阳光对植物的直接影响，即使是那些特别挑选的植物，因为它们能够长时间承受充分的阳光。阴影区域的存在也允许使用更耐荫的物种，这扩大了多样性，并提高了绿色屋顶作为生态友好解决方案的整体重要性，有助于提高建筑的能源性能，因为它减少了夏季不必要的热量增加和冬季热量损失。构成屋顶花园基础设施的材料起到了建筑隔热的作用，通常可以节省高达30%的能源。

随着创新设计和制造方法专注于光伏板和厂房覆盖的战略定位，以提高性能和保持绿色屋顶的健康，这些互利的利用正在获得进展。值得注意的是，一个成功的、多产的“太阳能花园”需要有经验的、有知识的专业人士的参与和互动，并结合专业知识来安装可持续的绿色屋顶，并正确地排列和操作光伏电池板。

但事实证明，太阳能光伏板性能的每一个百分点的提高都对这种有价值的替代能源捕获和生产的接受度、可及性和利用产生积极影响。增加太阳能和绿色屋顶之间的伙伴关系似乎注定会产生积极的结果，产生环境、经济和审美价值。

埃米利奥·安卡亚，GRP，是生活屋顶公司的联合创始人，这是一家位于阿什维尔的绿色屋顶设计/建造和维护公司，www.livingroofsinc.com．

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