本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
编者按：《大众科学》的乔治·穆瑟将记录他在“家庭太阳能”（原名“60秒太阳能”）中安装太阳能电池板的经历。阅读他的介绍此处，查看所有文章此处。
有人在我最近的一篇文章下评论，提出了一个有趣的问题
我想知道你屋顶的反照率变化在多大程度上抵消了电力收益，太阳的大部分短波能量一定转化为了热量，从而增强了温室效应 （以及产生一些电力），你能证明你实际上是能量平衡为正的吗？？？
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换句话说，太阳能电池板既有助于气候（通过减少燃烧化石燃料的需求），又会损害气候（通过吸收阳光和温暖地表）。收益真的大于成本吗？内森·梅尔沃德上周也在《纽约时报》博客中提出了这个问题。
硅太阳能电池将大约1/6的入射阳光转化为电力，并将剩余的5/6大部分以热量的形式散发掉。因此，就其直接的气候影响而言，它们的反照率或反射率为1/6。这与标准沥青瓦的反照率相当，因此对于大多数人来说，安装太阳能电池板不会产生净升温效应。但我刚刚修复了我1868年建造的锡屋顶，并将其漆成白色，使其反照率约为5/6。所以我的太阳能电池板确实会使地球变暖。
热吸收的增加是一次性的气候强迫，相当于向大气中添加一定量的二氧化碳。相比之下，化石能源发电是一种不断增加的气候强迫，因为每单位能量都伴随着更多二氧化碳的排放。因此，存在一个临界点，超过这个点，太阳能电池板将有助于改善气候。
让我们做一个快速的粗略计算。我的系统额定功率为 3 千瓦直流电，因此它会散发大约 104 瓦的热量。它的面积约为 10 平方米，约占地球表面积的 1/1014，因此该系统相当于全球气候强迫约为 10-10 瓦/平方米。为了将其转换为二氧化碳当量，请注意，累计工业排放的 2000 亿吨二氧化碳产生了 1.5 瓦/平方米的强迫，或约 10-11 瓦/平方米/吨。
因此，通过安装太阳能电池板，我产生了与释放 10 吨二氧化碳相同的效果。燃烧化石燃料每兆瓦时电力大约排放 1 吨碳，因此我们需要生产 10 兆瓦时电力来抵消反照率的降低。这将需要大约三年时间。
这非常粗略，我对其他粗略计算很感兴趣——如果我犯了错误，请告诉我。（当然，我不需要恳求博客读者指出错误。）
我询问了 NASA GISS 的加文·施密特，他用稍微不同的方法进行了计算。他设想，需要一个大约 200 平方公里的光伏阵列才能为整个美国供电，并估计反照率强迫约为 0.01 瓦/平方米，相当于约 1 ppm 的大气二氧化碳，美国大约在三年内将其添加到大气中。
因此，反照率效应不可忽略。在计算太阳能的投资回收期时，确实需要考虑它。但这绝不是一个决定性因素。
乔治白色屋顶上的深色太阳能电池板