【記者林沂葳報導】隨著能源需求增加,發電設施逐漸延伸至農田,壓縮到農作物的生長空間。為了解決農電共生的問題,中原大學與臺北市立大學的團隊在中原工業與系統工程學系教授余燕薇的帶領下,攜手研發「WeGrow太陽能板」,透過分配日照的方式,研發可動式太陽能板,並在113年度氣候變遷系列競賽中獲得金獎。
中原、北市大跨校團隊之「WeGrow太陽能板」於113年度氣候變遷系列競賽獲金獎。 圖/鄭仁愷提供
「WeGrow太陽能板」運用了植物跟太陽能板的特性,經過團隊調查,當中午時段氣溫升高,植物光合作用的效率會減少至原本的20%至30%左右,此時太陽能板發揮效率最好。於是團隊研發一款在中午時段旋轉展開進行發電的太陽能板。不同於一般的太陽能板,此作品可以自動展開跟收合,需要接收陽光時展開,其餘時段把太陽能板收合,讓植物適時進行光合作用。中原工業系大三學生鄭仁愷補充道:「這個作品的實體設計是從雨傘獲得靈感。」
「WeGrow太陽能板」展開示意圖,透過分配日照,讓太陽能板自主開合。 圖/鄭仁愷提供
談及研發動機,鄭仁愷回憶起一次家庭旅遊,「我們發現某個原本是農地的地方,現在都變成太陽能板。」於是他開始思考在太陽能板底下農作物該如何生長。團隊為此參考溫室的農作物,「經過調查發現,溫室內多是中低到中高日照農作物,不需要整天的日照,那是不是可以提供部分時段的光線,給太陽能板發電?」鄭仁愷說,於是團隊決定根據植物光照的時間配置來研發作品。
當農作物光合作用效率高時,剛好不是用電高峰期,可收合太陽能板。 圖/鄭仁愷提供
為了光電發展,許多農地因改建成太陽能板需求地而無法耕種。2024年中央研究院生物多樣性研究中心研究員鄭明修於《大自然雜誌》發表的文章指出,農業部和經濟部2023年的資料顯示,預計規劃光電開發的農地將近7000公頃。「我不希望有假種田真種電,如果只是在一塊農地上面種電,無法永續利用土地。」余燕薇補充,作品結合自動開合的設計,期盼解決農電共生的爭地問題。
中午氣溫上升使植物光合作用效率下降,太陽能板會在此時展開。 圖/鄭仁愷提供
「作品還可以運用在漁電共生上,當太陽能板設置在魚塭時,分配日照的開合設計讓魚適時照到陽光,避免皮膚病。」鄭仁愷補充。針對作品的概念,國立政治大學創新國際學院學士班助理教授楊智元說:「安裝太陽光電需要大量的面積,此作品有回應到土地複合式運用的想法,幫助節省空間。」但他認為,作品需要具備農業知識的人士參與,才能根據不同農作物的生長特質做出調整。
作品在太陽底下進行實驗,測量電流的變化,分析發電效率。 圖/鄭仁愷提供