Spade＇革新＇的农业光伏设计软件

农光互补，是一种将粮食生产和太阳能发电整合在同一块土地上的新兴技术，可以更好地利用有限的土地和土壤资源。因为这个行业发展没多久，所以还没有像 Aurora 或 Helioscope 这样的基于网络的快速应用程序来帮助太阳能开发商快速布置设计，同时还要考虑到下面的作物。

太阳能承包商 Sandbox Solar 一直在开发这样一种工具，称为Spade。Spade旨在帮助太阳能开发商为其项目确定最佳作物类型和太阳能电池板布局。该工具进入了能源部“美国制造”太阳能创新计划的第五轮也是最后一轮。

Spade 的早期Beta 版本现已上市，它已经被用于开发与土豆、大麻、啤酒花和其他一些高关注作物配对的太阳能项目。

该软件生成几个关键的数值输出：辐照度，以及光合有效辐射 (PAR) 和平均光合光子通量密度 (PPFD)，这是太阳能行业不太熟悉的两种光测量类型。

PAR 是指对光合作用有用的波长范围，而 PPFD 测量的是该范围内到达特定表面积的光子密度。并非所有波长的光对光合作用都同样有效；植物通常比绿光（500 nm 至 600 nm）更有效地利用蓝光（400 nm 至 500 nm）和红光（600 nm 至 700 nm）。PAR 和 PPFD 对于理解和优化植物生长和光合作用的光照条件都至关重要。

这些信息通过图表直观地显示，并以每平米瓦数和 PAR/PPFD 值的数字形式显示。同样，PAR 是到达太阳能电池板之间生长的植物的有用光量。大多数与农业光伏兼容的作物实际上都受益于太阳能电池板遮蔽所提供的辐照度降低。

Spade 的团队告诉我们，优化农业光伏项目的基本方法涉及解决三个C：配置、气候和作物(configuration, climate and crops)。通过仔细考虑这些因素，开发商可以通过间隔和提升太阳能电池板来优化他们的策略，以最大限度地利用土地，确保能源生产和农业之间的最佳平衡。

下图显示了 Spade 设计师 Tom Hickey 对太阳能设计的不断变化的输入，然后输出了满足项目要求的太阳能设计的各种潜在结果。

Hickey已经在 Sandbox 工作了五年多，目前正在国家可再生能源实验室兼职工作。他在客户和 Sandbox 的农业光伏项目的设计工作中直接使用 Spade。

“ Spade 彻底改变了我在内部能够做的事情，”Hickey 说。

在与美国光伏杂志的对话中，Spade 软件开发负责人亚历克西斯·帕斯卡里斯 (Alexis Pascaris)指出了马萨诸塞州的农业光伏计划以及该州智能太阳能计划中的独特激励措施。在 Hickey 和 Pascaris 运行流程的情况下，Spade 与开发人员合作，作为与农业部联络的分包专业人员，通过 SMART 应用程序移动项目。Pascaris 建议，Spade 的色度分析工具比马萨诸塞州目前规定的工具更准确。

Sandbox Solar 的创始人Ian Skor认为，该工具的当前迭代足够强大，可以满足公司及其咨询客户的即时需求。但是，他承认在开发软件前端以促进改进的在线交互和改进其整体功能方面存在增长空间。 

亚历克西斯表示，公司正在制定预算，将 Spade 提升到一个新的水平，这样他们就可以在 2023 年的某个时候开始征求投资建议。

目前，该团队没有任何使用 Spade 开发的完全安装的项目；然而，几个 Spade 设计的项目计划很快开始建设，包括一个内部垂直双面组件项目。

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