Колоцирање соларне енергије, усева, стоке у агронапонским пројектима

Соларна енергија је централна за моделе еколошке одрживости, али нису сви пројекти изграђени исто. Једна брига у развоју енергетике, обновљивих или других, јесте концепт "енергетског ширења", што је посвећеност земљишта за производњу и дистрибуцију енергије.

Енвиронмент Цалифорниа процењује да би соларна енергија на крову могла да спречи развој 148,000 јутара земље у поређењу са моделом који се монтира само на земљу. Ово је засновано на проценама државног регулатора о примени 28,5 ГВ соларне енергије на крову до 2045. године како би се испунили циљеви чисте енергије. То је подручје око пола величине Лос Анђелеса које би се могло сачувати.

Солар је хваљен због своје способности да се интегрише у изграђено окружење, поставља на кровове, интегрише у фасаде зграда, на надстрешнице за аутомобиле, итд. Међутим, да би се испунили циљеви агресивне декарбонизације и постигао 100 одсто обновљиви енергетски систем, соларна соларна енергија постављена на земљу биће такође потребно. Ово је место где агроволтаика, пракса заједничког лоцирања производње соларне енергије са пољопривредним функцијама, може да ускочи.

Истраживање Државног универзитета Орегон открило је да соларна и пољопривредна колокација могу да обезбеде 20 одсто укупне производње електричне енергије у Сједињеним Државама. Широка инсталација агроволтаике могла би да доведе до годишњег смањења емисије угљен-диоксида за 330,000 тона, а да „минимално“ утиче на принос усева, рекли су истраживачи.

Лист је открио да би било потребно подручје величине Мериленда ако би агроволтаика задовољила 20 посто америчке производње електричне енергије. То је око 13,000 квадратних миља, или 1 проценат тренутног пољопривредног земљишта у САД. На глобалном нивоу, процењује се да би 1 проценат свих пољопривредних површина могао да произведе светске енергетске потребе ако се претвори у соларну фотонапонску енергију.

Биосфера 2

Агриволтаицс чини више од очувања земљишта и максималног искориштавања хектара. Постоје синергије између соларних низова и пољопривредних активности у наставку.

На пример, тим истраживача са Универзитета у Аризони, који управља агроволтаичким тестним центром у Биосфери 2, потпуно самосталном „природном“ окружењу у затвореном простору, открио је да усеви побољшавају перформансе соларног низа, а соларни низови побољшавају принос усева. у сувим срединама.

Тим за Биосферу је открио да сенка коју обезбеђује фотонапонски систем смањује испаравање, што значи да би вода дуже остајала на површини и да би била боља храна за храну него пољопривреда на отвореном. Ово не само да штеди воду, већ чини да биљке расту, што доводи до бољег приноса усева. Поред тога, засјењени простор који пружају панели узрокује ширење биљака у потрази за сунчевом свјетлошћу. У испитивањима, лист са агроволтаичном сенком био је скоро двоструко већи од оног на отвореном.

У сувим климама попут оне која окружује Биосферу 2, често може бити превише светлости и топлоте да би биљке правилно расле. Сенка панела помаже у стварању бољих услова за биљке. Исто важи и за соларне панеле, који производе мање енергије на високим температурама. Конвенционално соларно постројење може уклонити сву вегетацију испод, што у великим соларним низовима изазива проучавани ефекат топлотног острва.

Вишак сунчеве енергије који се не претвара у електричну енергију може напустити подручје на два начина: било као латентна топлота или као осетљива топлота. Осјетљива топлота је тип који можемо осјетити и тип који штети соларној ПВ производњи. Латентна топлота је енергија коју апсорбује оближња вода, испаравајући у пару. Додавањем усева испод у сувој клими, додајете већу апсорпцију латентне топлоте, уклањате топлотни притисак са панела и повећавате производњу и животни циклус.

Пољопривредници са сувом климом такође могу уживати у раду са агроволтаиком. Прелиминарни подаци из центра сугеришу да су температуре коже око 20 степени Фаренхајта ниже од узгоја на отвореном.

ИнСПИРЕ пројекат

Национална лабораторија за обновљиву енергију (НРЕЛ) истражује многе могућности за агриволтиаке, укључујући постављање говеда или оваца, усева, аутохтоних биљака погодних за опрашиваче или рехабилитацију земљишта и друге услуге екосистема на истој парцели као и активни соларни низови.

Главни истраживачки пројекат НРЕЛ-а о агроволтаици се зове Иновативне соларне праксе интегрисане са руралним економијама и екосистемима (ИнСПИРЕ). Пројекат ИнСПИРЕ развио је финансијски калкулатор за квантификацију предности ове праксе. Такође је развио листу најбољих пракси за оне који су заинтересовани да уђу у ову област. Поред тога, ИнСПИРЕ прати све активне агроволтаичне локације широм САД, које се могу наћи овде.

„Кроз наш рад, који обухвата више региона, конфигурација и пољопривредних активности, видели смо толико почетних обећавајућих резултата“, рекао је Џордан Мекник, НРЕЛ-ов водећи аналитичар енергија-вода-земљиште и главни истраживач за пројекат ИнСПИРЕ. „Сада је наш изазов да схватимо како да повећамо и поновимо ове успехе.

НРЕЛ је такође развио сет од пет основних принципа за успех у агроволтаици, названих пет Ц:

Клима, земљиште и услови животне средине — Амбијентални услови на локацији морају бити одговарајући и за соларну производњу и за жељене усеве или покривач тла.

Конфигурације, соларне технологије и дизајн — Избор соларне технологије, распоред локације и друга инфраструктура могу утицати на све, од тога колико светлости допире до соларних панела до тога да ли трактор, ако је потребно, може да вози испод панела. „Ова инфраструктура ће бити у земљи у наредних 25 година, тако да морате да је поставите како треба за планирану употребу. То ће одредити да ли ће пројекат успети“, рекао је Џејмс Мекол, истраживач НРЕЛ-а који ради на ИнСПИРЕ-у.

Селекција усева и методе гајења, дизајн семена и вегетације и приступи управљању— Агроволтаични пројекти треба да изаберу усеве или покриваче земље који ће успевати под панелима у њиховој локалној клими и који су профитабилни на локалним тржиштима.

Компатибилност и флексибилност — Агриволтаика треба да буде дизајнирана тако да задовољи конкурентне потребе соларних власника, соларних оператера и фармера или власника земљишта како би се омогућиле ефикасне пољопривредне активности.

Сарадња и партнерства — За успех било ког пројекта, комуникација и разумевање између група су од кључне важности.

ИнСПИРЕ представља највећи, најдуговјечнији и најсвеобухватнији истраживачки рад на агроволтаици на свету, који обухвата 28 локација у 11 америчких држава, Порторику и округу Колумбија. Неки од ових сајтова укључују директно истраживање, неки укључују дизајн и разматрање истраживања, а неки укључују сталне консултације и менторство партнера.

„Једна ствар коју је ИнСПИРЕ урадио заиста добро јесте да створи заједницу људи који другачије размишљају о ПВ соларном дизајну и управљању. Универзално, након ИнСПИРЕ конференцијског позива у којем научници и практичари из индустрије деле своје резултате, постоји огромна енергија и оптимизам за изазов и прилика је пред нама“, рекао је Роб Дејвис из компаније Цоннекус Енерги, највеће електричне задруге на Средњем западу.