Kolociranje solarne energije, usjeva, stoke u agronaponskim projektima

Solarna energija je centralna za modele održivosti životne sredine, ali nisu svi projekti izgrađeni isto. Jedna briga u razvoju energetike, obnovljivih ili drugih, je koncept "energetskog širenja", što je posvećenost zemljišta za proizvodnju i distribuciju energije.

Environment California procjenjuje da bi solarna energija na krovu mogla spriječiti razvoj 148,000 jutara zemlje u odnosu na model samo za korištenje na zemlji. Ovo se zasniva na procjeni državnog regulatora o implementaciji 28,5 GW krovne solarne energije do 2045. godine kako bi se ispunili ciljevi čiste energije. To je područje otprilike upola manje od Los Angelesa koje bi se moglo sačuvati.

Solar je hvaljen zbog svoje sposobnosti da se integriše u izgrađeno okruženje, postavi na krovove, integriše u fasade zgrada, na nadstrešnice za automobile, itd. Međutim, da bi se ispunili ciljevi agresivne dekarbonizacije i postigao 100-postotni sistem obnovljive energije, solarna solarna energija postavljena je na zemlju. takođe će biti potrebno. Ovdje može uskočiti agrovoltaika, praksa ko-lociranja proizvodnje sunčeve energije s poljoprivrednim funkcijama.

Istraživanje Državnog univerziteta Oregon otkrilo je da solarna i poljoprivredna kolokacija mogu osigurati 20 posto ukupne proizvodnje električne energije u Sjedinjenim Državama. Široka instalacija agrovoltaike mogla bi dovesti do godišnjeg smanjenja emisije ugljičnog dioksida za 330,000 tona, dok bi "minimalno" utjecala na prinos usjeva, rekli su istraživači.

List je otkrio da bi područje veličine Marylanda bilo potrebno ako bi agrovoltaika zadovoljila 20 posto američke proizvodnje električne energije. To je oko 13,000 kvadratnih milja, ili 1 posto trenutnog poljoprivrednog zemljišta u SAD-u. Na globalnoj razini, procjenjuje se da bi 1 posto svih poljoprivrednih površina moglo proizvesti svjetske energetske potrebe ako bi se pretvorilo u solarnu fotonaponsku energiju.

Biosfera 2

Agrivoltaics čini više od očuvanja zemljišta i iskorištavanja hektara. Postoje sinergije između solarnih nizova i poljoprivrednih aktivnosti u nastavku.

Na primjer, tim istraživača sa Univerziteta u Arizoni, koji upravlja agrovoltaičkim testnim centrom u Biosferi 2, potpuno samostalnom zatvorenom "prirodnom" okruženju, otkrio je da usjevi poboljšavaju performanse solarnog niza, a solarni nizovi poboljšavaju prinos usjeva. u suvim sredinama.

Tim iz Biosfere otkrio je da hlad koji daje fotonaponski sistem smanjuje isparavanje, što znači da bi voda duže ostajala na površini i da bi bila bolja hrana za usjeve nego poljoprivreda na otvorenom. Ovo ne samo da štedi vodu, već čini biljke snažnijim, što dovodi do boljeg prinosa. Osim toga, zasjenjeni prostor koji pružaju paneli uzrokuje širenje biljaka u potrazi za sunčevom svjetlošću. U ispitivanjima, agrovoltaični list bio je skoro dvostruko veći od lista na otvorenom.

U sušnim klimama poput one koja okružuje Biosferu 2, često može biti previše svjetla i topline da bi biljke pravilno rasle. Senka panela pomaže u stvaranju boljih uslova za biljke. Isto važi i za solarne panele, koji proizvode manje energije na visokim temperaturama. Konvencionalno solarno postrojenje može ukloniti svu vegetaciju ispod, što u velikim solarnim nizovima uzrokuje proučavani efekat toplotnog ostrva.

Višak sunčeve energije koji se ne pretvara u električnu energiju može napustiti područje na dva načina: bilo kao latentna ili osjetljiva toplina. Osjetljiva toplina je vrsta koju možemo osjetiti i vrsta koja je štetna za solarnu PV proizvodnju. Latentna toplota je energija koju apsorbuje obližnja voda, isparavajući u paru. Dodavanjem useva ispod u sušnoj klimi, dodajete više latentne apsorpcije toplote, uklanjate toplotni pritisak sa panela i povećavate proizvodnju i životni ciklus.

Poljoprivrednici sa sušnom klimom također mogu uživati ​​u radu s agrovoltaikom. Preliminarni podaci iz centra sugeriraju da su temperature kože oko 20 stepeni Farenhajta niže od uzgoja na otvorenom.

InSPIRE projekat

Nacionalna laboratorija za obnovljivu energiju (NREL) istražuje mnoge mogućnosti za agrivoltiake, uključujući stavljanje goveda ili ovaca, usjeva, autohtonih biljaka pogodnih za oprašivače ili rehabilitaciju tla i druge usluge ekosistema na istoj parceli kao i aktivni solarni nizovi.

NREL-ov glavni istraživački projekat o agrovoltaici zove se Inovativne solarne prakse integrisane sa ruralnim ekonomijama i ekosistemima (InSPIRE). InSPIRE projekat je razvio finansijski kalkulator za kvantifikaciju prednosti ove prakse. Takođe je razvio listu najboljih praksi za one koji su zainteresovani da uđu u ovu oblast. Osim toga, InSPIRE prati sve aktivne agrovoltaične lokacije širom SAD-a, koje se mogu naći ovdje.

"Kroz naš rad, koji se proteže na više regija, konfiguracija i poljoprivrednih aktivnosti, vidjeli smo toliko početnih obećavajućih rezultata", rekao je Jordan Maccknick, NREL-ov vodeći analitičar energija-voda-zemljište i glavni istraživač za projekt InSPIRE. "Sada je naš izazov da shvatimo kako da povećamo i ponovimo ove uspjehe."

NREL je također razvio set od pet osnovnih principa za uspjeh u agrovoltaici, nazvanih pet C:

Klima, tlo i uslovi okoline — Ambijentalni uslovi na lokaciji moraju biti odgovarajući i za solarnu proizvodnju i za željene usjeve ili pokrivač tla.

Konfiguracije, solarne tehnologije i dizajn — Izbor solarne tehnologije, raspored lokacije i druga infrastruktura mogu uticati na sve, od toga koliko svjetlosti dopire do solarnih panela do toga da li traktor, ako je potrebno, može voziti ispod panela. "Ova infrastruktura će biti u zemlji u narednih 25 godina, tako da morate da je postavite kako treba za planiranu upotrebu. To će odrediti da li će projekat uspjeti", rekao je James McCall, istraživač NREL-a koji radi na InSPIRE-u.

Selekcija usjeva i metode uzgoja, dizajn sjemena i vegetacije i pristupi upravljanju— Agrovoltaični projekti bi trebali odabrati usjeve ili pokrivače tla koji će uspjevati pod pločama u njihovoj lokalnoj klimi i koji su profitabilni na lokalnim tržištima.

Kompatibilnost i fleksibilnost — Agrivoltaika bi trebala biti dizajnirana tako da zadovolji konkurentne potrebe solarnih vlasnika, solarnih operatera i farmera ili vlasnika zemljišta kako bi se omogućile efikasne poljoprivredne aktivnosti.

Saradnja i partnerstva — Za uspjeh bilo kojeg projekta, komunikacija i razumijevanje između grupa je od ključnog značaja.

InSPIRE predstavlja najveći, najdugovječniji i najsveobuhvatniji istraživački rad u agrovoltaici na svijetu, koji obuhvata 28 lokacija u 11 američkih država, Portoriku i Distriktu Kolumbija. Neke od ovih lokacija uključuju direktno istraživanje, neke uključuju dizajn i razmatranje istraživanja, a neke uključuju stalne konsultacije i mentorstvo partnera.

"Jedna stvar koju je InSPIRE uradio zaista dobro je da stvori zajednicu ljudi koji drugačije razmišljaju o PV solarnom dizajnu i upravljanju. Univerzalno, nakon InSPIRE konferencijskog poziva čujući kako naučnici i industrijski praktičari dijele svoje rezultate, postoji ogromna energija i optimizam za izazov i prilika je pred nama", rekao je Rob Davis iz Connexus Energy, najveće električne zadruge na Srednjem zapadu.