什么是太阳能树？它们与太阳能电池板相比如何？

探索这些引人注目的结构对环境的影响和未来。

Zairon / 维基共享资源 / CC BY-SA 4.0

本文内容

• 太阳能树是如何工作的？
• 环境效益和缺点
• 太阳能树公司
• 太阳能树 vs. 太阳能电池板
• 太阳能树的未来

太阳能树是一种类似于使用光伏（PV）面板产生太阳能的树的结构。它采用仿生学原理，使用自然系统（在这种情况下是树的形式）来帮助解决紧迫的全球挑战：用可再生能源取代煤炭，石油和天然气等温室气体排放能源。

这些引人注目的装置通常具有坚固的金属，塑料或石头底座，可以向上延伸并延伸成安装太阳能电池板的"树枝"。除了这种基本结构之外，太阳能树单元的设计也有很大的多样性，反映了对特定环境，气候和当地能源需求的创新反应。

世界上最知名的太阳能树木收藏品之一是在新加坡，2012年，国家公园管理局（National Parks Board）在那里推出了滨海湾花园（Gardens by the Bay），这是一个非凡的植物项目，包括安装18棵人造太阳能超级树，高耸入云150英尺，树冠类似于倒置的雨伞。这些五颜六色的钢树不仅产生太阳能，还有助于调节温度，收集雨水，并作为鲜花，蕨类植物和藤蔓的垂直花园。

太阳能树是如何工作的？

太阳能树的光伏"叶子"吸收阳光，将其转化为电能，通过结构的躯干状中心柱向下传导到内部电池。许多设计都采用旋转面板，可以全天移动，以捕获最多的阳光。

虽然大多数太阳能树产生的能量不能与屋顶太阳能系统相媲美，但有些设计非常强大。

环境影响

Dr. Avishai Teicher Pikiwiki Israel / Wikimedia Commons/ CC BY 2.5

Solar trees are utilitarian stand-alone energy generating units that help power homes, businesses, and public services like lighting and electronic device charging. But the power generation potential of solar trees is relatively limited, and their primary purpose is to raise public awareness about renewable energy by getting people to notice and interact with solar in new ways.

与其他类型的地面安装太阳能电池板相比，太阳能树不需要太多的土地。它们使太阳能发电成为可能，在土地稀缺的地区无法支持巨大的太阳能顶篷阵列，以及缺乏足够的屋顶空间用于面板的地方。

此外，太阳能树木创造阴影，以帮助抵消城市热岛效应，并在暴雨和热浪等恶劣天气中提供庇护所，在面对气候变化时创造更大的城市弹性。它们还增强了公共空间和便利设施，提供充电站，为路灯供电，并为家庭或商业设施提供清洁电力。

目前，太阳能树木尚未设计为大型太阳能项目，这限制了它们为低碳能源转型做出贡献的能力。尽管如此，他们引人注目和多样化的设计仍然引人注目。这使得太阳能树有效地展示并教育人们关于太阳能的知识，或促进企业或组织对可再生能源的承诺。

太阳能树公司

许多太阳能公司为安装太阳能树提供商业和住宅选择。以下是美国和国外的几家顶级太阳能树公司。

聚光灯太阳能

这家总部位于北卡罗来纳州的公司是一家经过认证的B型公司，生产多种太阳能树设计。他们的产品已经竖立在动物园，体育场馆，游泳池，学校，公用事业公司，甚至肯尼迪航天中心等。

这些系统提供遮阳和电源照明，便携式电子设备充电，甚至在某些情况下提供内置电视屏幕。虽然它们主要用于商业和公共空间，但它们也可以用作住宅设施，尽管它们比普通的屋顶太阳能光伏系统贵得多（有关太阳能树木和太阳能电池板的比较，请参见下文）。

智能花

SmartFlower在奥地利和波士顿设有办事处，提供独立的太阳能产品，这些产品模仿花朵而不是树木，具有坚固的中央茎，像圆形风扇一样打开，进入光伏"花瓣"。从欧洲公园到墨西哥豪华度假村，该公司正在推动多大洲太阳能装置的美学发展。同时，它采用一种创新方法，最大限度地提高小型独立装置的能量产量，通过打开和关闭来模仿向日葵，并跟踪太阳。

除了商业安装外，SmartFlower还提供住宅产品，对于那些家庭不支持屋顶太阳能的人来说，这些产品可能会感兴趣 - 尽管高昂的价格标签使其更像是大众家庭太阳能的利基产品。

光束全球

Beam Global以前称为Envision Solar，生产离网，太阳能电动汽车充电装置以及太阳能树木和树冠。这些设计在发电时提供了阴影，由于较冷的汽车需要更少的空调，因此可能会节省额外的温室气体排放。

索尔维斯

索尔维斯是一家克罗地亚公司，生产太阳能树，带有优雅的金属树枝和散布有LED灯的叶形光伏板，使其成为公共空间和企业的有吸引力的补充。他们可以为手机和其他电子设备充电，包括笔记本电脑以及电动自行车。可容纳多达12人的圆形长凳环绕着索尔维斯太阳能树的底部。

电源树

这家总部位于印度的公司生产的太阳能装置与SmartFlower一样，具有光伏花瓣，但不会打开和关闭。PowerTree具有自动跟踪系统，可旋转面板以跟随太阳，并能够为LED灯，闭路电视监控摄像头以及为手机和笔记本电脑充电。

太阳能树 vs. 太阳能电池板

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目前，太阳能电池板比太阳能树便宜得多，并且具有更大的发电能力。根据国家可再生能源实验室的一份报告，2020年，22块面板屋顶光伏系统的成本约为每瓦2.71美元。1假设每个面板为250瓦，则在税收抵免前为14，905美元。

相比之下，太阳能树的成本通常从1.7千瓦系统的30，000美元到16.5千瓦系统的100，000美元不等，具体取决于设计和安装参数 - 使太阳能树对于大型企业和公共基础设施比对于许多住宅客户或小型企业更可行。2

话虽如此，美国的光伏太阳能电池板系统和太阳能树都有资格获得联邦和州可再生能源税收抵免和其他激励措施。到2022年底，仅联邦税收抵免就可以将太阳能安装的前期成本降低四分之一以上，到2023年将降低22%。3

太阳能树的未来

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目前的太阳能树设计通常作为补充而不是主要能源 - 与其他形式的太阳能相比，它们的能量产生是有限的，并且它们每单位产生的能量成本要高得多。未来的设计创新可能会降低价格并增加能源生产，从而使太阳能树产品在太阳能总容量中占据更大的份额，并增加绿色营销或教育示范项目以外的价值。

未来的太阳能树木有可能为偏远的农村社区或其他离网地区提供电力，为灯，炉灶和一些电器供电，以代替肮脏的能源，如污染的燃气发电机和木炭燃料的火灾。同样，一些具有前瞻性的城市已经将太阳能与其他形式的太阳能相结合，以满足其设施能源需求。2016年，内华达州拉斯维加斯成为美国最大的完全依靠可再生能源运行的市政府，其中包括安装在市政厅周围的太阳能树。

一项可能导致太阳能树进一步创新的有趣技术涉及开发硅光伏电池板的轻质塑料替代品。

这些所谓的有机光伏技术（有机，因为它们含有碳分子）在2015年的米兰世博会上展出，德国公司Schmidhuber展示了形状像发芽植物的太阳能树，其柔性六角形塑料太阳能电池板形成"膜"覆盖的庇护所，也产生光。将来，这些塑料太阳能电池板可用于轻型太阳能树，这些太阳能树设计用于更重的硅板不安全或不可行的地方。