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對家住頂樓的人而言﹐在屋頂布置一個空中花園是個既能利用閒置空間又可調劑身心的好主意。但實際嘗試過的人就會發現﹐日正當中的屋頂完全沒有遮陰﹐紫外線爆棚﹐許多不耐熱的植物早已奄奄一息﹐人也可能會曬傷及中暑。但如果屋頂花園中能架設一些太陽能板以遮蔽烈日的曝曬﹐情況將大為改觀。
其實﹐這正是維也納自然資源與生命科學大學(University of Natural Resources and Life Sciences)的一個研究計畫﹐目的在試驗綠色屋頂如何與太陽能光電板相結合﹐在生產潔淨能源的同時仍保有花園的氛圍。無論如何﹐在屋頂上種植著許多植物的同時﹐又架設了太陽能光電板來遮蔭﹐人們可以在其中舒適地從事園藝工作和聊天﹐將成為擁擠城市建築中的一片綠洲。
將屋頂花園和太陽能光電結合的設計可稱做「生物太陽能屋頂」(biosolar roof)﹐為了避免過度遮蔽光線﹐這次計畫選用的是半透明的光電板。它允許部分陽光穿透到下方﹐提供植物光合作用所需﹔而太陽能板架設在高2公尺的棚架上﹐又能為在下方活動的人們提供陰涼的空間。
在某些方面植物與太陽能光電的組合具有相輔相成的效果。因為植物表面的蒸散作用具有降溫的功效﹐這可以提升光電板發電的效率﹔而光電板的遮陰效果則有利耐陰性植物的生長。此外面板提供的陰涼處可能成為許多昆蟲棲息﹑隱匿的處所﹐還能增加屋頂的生物多樣性。而系統整體所提供的降溫效果﹐還可大大降低頂樓空調所消耗的電力。
但規劃生物太陽能屋頂仍面臨一些技術挑戰。例如植物可能長得太高﹐當枝葉遮蔽了光線就會使太陽能發電的效率大打折扣﹔另一方面面板可能會阻礙雨水滋潤植物。而且當整體設計愈複雜﹐維護的成本也隨之增高。為了解決維護問題﹐太陽能面板不應安裝得太密集﹐以致於技術人員無法輕易觸及各個單元﹔而選擇耐旱﹑強健易於照顧的植物﹐也有助減輕維護之成本。
雖然生物太陽能屋頂的優點很多﹐但現階段仍不普及﹐一個主要原因就是偏高的成本。2021年維也納曾推出補貼措施﹐每千瓦最高補助可達400歐元。但相對於本次試驗計畫中所建置的系統成本﹐每平方公尺約1,000歐元﹐簡直就是杯水車薪。目前已有業者(如 GRÜNSTATTGRAU)投入開發可立即安裝的生物太陽能屋頂組件﹐大規模生產後將能大幅降低成本。屆時若再有更為誘人的補貼政策﹐相信對於太陽能綠色屋頂的普及將是一大助力。