农光互补的技术经济建模：农光互补能否比地面光伏更盈利？

农光互补（AV）是一种双重土地利用方法，将太阳能发电与农业共线布置，以保护陆地生态系统并实现食物-能源-水协同。本文提出一种系统方法，用于建模 AV 相对于独立地面光伏（GMPV）的经济性能，并探究组件设计配置如何影响食物-能源双重经济性能。我们量化了一个极为简单的经济可行性判据，将土地保护成本与食物-能源双重利润相关联。我们探究了包含高值与低值作物的案例研究，采用固定倾角双面组件，朝向或为传统的南北（N/S）向，或为垂直东西（E/W）向。对于每种组件配置，改变阵列密度以探究相对于 GMPV 在经济可行的设计空间，针对一系列模块与土地成本比（M_L）——一个将模块技术（硬件与安装）成本与软成本（土地购置、税收、管理费等）相关联的区位指标。为抵消保护耕地所需的通常更高的 AV 模块成本，E/W 与 N/S 朝向的组件均偏好高值作物、降低（<60%）的模块密度以及更高的 M_L（>25）。相反，在较低 M_L 下，更高的模块密度与相对于 GMPV 提高的上网电价（FIT）是可取的。经济趋势在 M_L<10 时急剧变化，但在 M_L>20 时趋于饱和。对于低值作物，约 15% 的额外 FIT 可在标准模块密度下实现与 GMPV 的经济等价。所提出的建模框架可为 AV 利益相关者提供有价值的工具，以评估、预测并优化 AV 的技术经济设计。