日本可能已找到无需牺牲宝贵农田获取可再生电力的方法。东京大学发表在《能源光子学杂志》上的一项研究显示，安装在稻田上方三米处的双轴跟踪太阳光伏(PV)阵列，能在保持高质量水稻产量的同时产生有竞争力的电力。

该试点项目位于长野县宫田村，表明农业光伏技术可助力日本在耕地稀缺地区扩大太阳能发电能力。研究人员安装的太阳能电池板能每日和季节性调整倾斜度与方向，种植和早期生长期，系统会选择合适角度让更多阳光照射稻田;淡季则转向以最大化发电。

在两个生长季中，改进减少遮光后，太阳能板下稻田第一年产量相当于邻近稻田的75%，第二年达85%，且两年米粒品质均达日本最高等级，这表明精心光照管理可保证产量和品质。

该阵列发电性能同样出色，每年发电近4.4万千瓦时，每装机千瓦时效率为961.4千瓦时，与欧洲同类农光伏项目相当。假设使用寿命20年且无政府补贴，研究人员计算出平准化电力成本约为每千瓦时27日元，与研究时日本居民电价大致相当。

日本山区地形限制了大型太阳能发电场的平坦开阔场地，加剧了可再生能源建设与国内粮食生产的矛盾。传统公用事业规模太阳能项目占地过多，一个一兆瓦的太阳能阵列通常占地四到五英亩，聚光太阳能设施所需土地更多。相比之下，煤炭或天然气发电厂不到100英亩土地可提供500兆瓦电力，扩大太阳能输出或需数千英亩土地，还有栖息地丧失或破碎风险。农业光伏技术则提供了折衷方案，可在同一块土地上兼顾粮食种植和发电。

东京的试点项目正值日本政府加快太阳能投资之际。政府计划到2027年部署100兆瓦厚度不足一毫米的超薄太阳能板，以提高能源安全性，减少对进口化石燃料的依赖。

研究人员还计划测试人工智能控制系统，该系统可根据阳光、天气和作物生长情况实时调整太阳能电池板角度。他们也在探索半透明或更高效的光伏材料，让更多可见光照射植物，同时吸收更大比例太阳光谱发电。

若改进能在不牺牲电力的情况下提高产量至接近传统水稻水平，农业光伏或成土地短缺国家的主流选择。对于日本，政府预计到2030年太阳能将在能源结构中占比更大，此研究结果为扩大农业光伏项目提供了数据支撑。此外，该方法还能为农民提供第二收入来源，助力农村地区参与清洁能源转型，推动经济复苏。东京大学研究团队认为，太阳能电池板与稻田结合并非零和游戏，通过巧妙设计，乡村可满足电网和全国餐桌的电力需求。