本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
編者按：《大眾科學》的喬治·穆瑟將記錄他在“家庭太陽能”（原名“60秒太陽能”）中安裝太陽能電池板的經歷。閱讀他的介紹此處，檢視所有文章此處。
有人在我最近的一篇文章下評論，提出了一個有趣的問題
我想知道你屋頂的反照率變化在多大程度上抵消了電力收益，太陽的大部分短波能量一定轉化為了熱量，從而增強了溫室效應 （以及產生一些電力），你能證明你實際上是能量平衡為正的嗎？？？
關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
換句話說，太陽能電池板既有助於氣候（透過減少燃燒化石燃料的需求），又會損害氣候（透過吸收陽光和溫暖地表）。收益真的大於成本嗎？內森·梅爾沃德上週也在《紐約時報》部落格中提出了這個問題。
矽太陽能電池將大約1/6的入射陽光轉化為電力，並將剩餘的5/6大部分以熱量的形式散發掉。因此，就其直接的氣候影響而言，它們的反照率或反射率為1/6。這與標準瀝青瓦的反照率相當，因此對於大多數人來說，安裝太陽能電池板不會產生淨升溫效應。但我剛剛修復了我1868年建造的錫屋頂，並將其漆成白色，使其反照率約為5/6。所以我的太陽能電池板確實會使地球變暖。
熱吸收的增加是一次性的氣候強迫，相當於向大氣中新增一定量的二氧化碳。相比之下，化石能源發電是一種不斷增加的氣候強迫，因為每單位能量都伴隨著更多二氧化碳的排放。因此，存在一個臨界點，超過這個點，太陽能電池板將有助於改善氣候。
讓我們做一個快速的粗略計算。我的系統額定功率為 3 千瓦直流電，因此它會散發大約 104 瓦的熱量。它的面積約為 10 平方米，約佔地球表面積的 1/1014，因此該系統相當於全球氣候強迫約為 10-10 瓦/平方米。為了將其轉換為二氧化碳當量，請注意，累計工業排放的 2000 億噸二氧化碳產生了 1.5 瓦/平方米的強迫，或約 10-11 瓦/平方米/噸。
因此，透過安裝太陽能電池板，我產生了與釋放 10 噸二氧化碳相同的效果。燃燒化石燃料每兆瓦時電力大約排放 1 噸碳，因此我們需要生產 10 兆瓦時電力來抵消反照率的降低。這將需要大約三年時間。
這非常粗略，我對其他粗略計算很感興趣——如果我犯了錯誤，請告訴我。（當然，我不需要懇求部落格讀者指出錯誤。）
我詢問了 NASA GISS 的加文·施密特，他用稍微不同的方法進行了計算。他設想，需要一個大約 200 平方公里的光伏陣列才能為整個美國供電，並估計反照率強迫約為 0.01 瓦/平方米，相當於約 1 ppm 的大氣二氧化碳，美國大約在三年內將其新增到大氣中。
因此，反照率效應不可忽略。在計算太陽能的投資回收期時，確實需要考慮它。但這絕不是一個決定性因素。
喬治白色屋頂上的深色太陽能電池板