由能源—作物协同效应驱动的动态农光互补发电优化：一个基于机理的逐时模拟器模型

《Sustainability》：Dynamic Agrivoltaic Power Optimization Driven by Energy–Crop Synergies: A Mechanistic Hourly Simulator Model

　　

摘要

大多数农光互补（APV）模型采用事后独立装配的工具，并且仅针对能源来优化面板朝向。一个尚未解决的问题是：农光互补地块的能源资源（其发电量、储能和可转移需求）能否在单个组件的分辨率上进行优化，同时仍然保证作物需求得到满足。本文针对该问题提出了一个机制性的、按小时且在空间上解析的框架，在该框架中将面板朝向优化器嵌入到小时循环内部、位于辐射子模型之前，从而使每一个候选朝向都通过其将会产生的完整几何链条来评估，而不是基于缓存值进行评估。四种运行模式（纯能源、在作物产量下限下的能源、纯产量，以及在能源下限下的产量）使能源—产量权衡成为一个显式的决策变量，可以针对法规产量阈值来提出。在西班牙瓦伦西亚（39.47391° N, 0.37966° W）一处柠檬（Citrus limon）园进行的整个生长季（2021年5月1日至10月31日）模拟中，各模式的发电量介于45.0–85.3 MWh，作物相对产量介于74.8–100.5%，土地当量比介于1.37–1.48，平准化度电成本（LCOE）介于0.097–0.183 EUR/kWh。