最近的一項研究表明,垂直設計的「太陽樹」可以生成與傳統太陽能農場相當的電力,同時將相關的森林損失減少高達 99%。這項研究指出,「通過 3D 地理空間模擬和標準測試條件,我們展示了太陽樹結構的線性排列能夠保留 99% 的森林覆蓋。」研究發現,僅需 63 棵太陽樹便可產生 1 兆瓦(MW)的電力,而一個地面安裝的設施則需要清除 98% 的森林才能達到同樣的發電量。這種方法為在森林地區的可再生能源發展提供了一種替代方案。研究指出,「太陽能的擴張常常以森林破壞為代價,這在可再生能源目標和生態系統保護之間造成了根本性的衝突。」
這項研究發表於《Scientific Reports》,由韓國海事研究所的 Dan-Bi Um 主持,模擬了位於首爾的太陽樹安裝。該模型高 4.8 米(約 15.7 英尺),寬 4.1 米(約 13.4 英尺),樹枝上安裝了 35 块太陽能板。研究考慮了兩種不同的發電容量,分別為 11.5 kW(使用 330 W 的太陽能板)和 15.8 kW(使用 450 W 的太陽能板)。根據論文,這種垂直結構不僅可以讓上層樹冠的面板發電,還能夠讓足夠的光線照射到下層植被。
該研究以韓國高靜縣的一片沿海森林為基礎,該地於 2014 年建設了一個平面太陽能電廠,覆蓋面積為 22,856 平方米,使用 4,347 块每塊容量為 230 W 的太陽能板,總共產生 1,000 kW 的電力。模擬研究探討了用太陽樹取代這一安裝的可能性,結果顯示,若使用標準面板,需 87 棵樹,若使用高效率面板則僅需 63 棵,便可達到 1 MW 的輸出,同時幾乎保留了原有的森林覆蓋。
為進行這項分析,Um 使用了 3D 地理空間數據和 Google Earth Pro 的衛星圖像,這些圖像是在電廠建設之前拍攝的。他們創建了照片合成圖,以可視化太陽樹在 3D 地形模型中的位置。論文指出,這種方法在學術和專業環境中被廣泛接受,用於可視化提議的景觀修改。在模擬中,這些樹木被安置在場地邊界和中央徒步小徑沿線,並保持 20 米的距離,以展示它們如何以最小的影響整合進入環境。
這些發現與全球關於可再生能源土地使用的討論密切相關。許多國家面臨擴大綠色能源生產的需求,這常常與保護、農業及其他土地使用形成競爭。通過佔用較小的地面面積並保留大部分基層生態系統,太陽樹安裝有助於緩解這些衝突。研究指出:「儘管我們的研究集中於南韓,但這一方法論對其他希望在保護森林生態系統的同時擴大可再生能源的國家具有廣泛的適用性。」太陽樹作為一種有前景的雙重解決方案,可以使能源和環境優先事項相互對齊,尤其是在全球承諾到 2030 年將可再生能源能力增加三倍的同時,還需維持森林保護的承諾。




