屋頂花園結合太陽能發電的設計巧思

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。

成本偏高目前不普及

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 公司）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。