ENERGII

Sisteme agrivoltaice: recoltarea energiei împreună cu alimentele

Sisteme agrivoltaice: recoltarea energiei împreună cu alimentele


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Seturile solare situate în câmpurile agricole pot beneficia atât de energie, cât și de producția de culturi. Aceste seturi se numesc sisteme agrivoltaice.

În 2008, J. David Marley, un inginer care deținea o companie de construcții în Amherst, Massachusetts, a avut o idee. Tocmai terminase de construit o mare rețea solară pe acoperișul clădirii sale de birouri din centrul orașului.

Aflase că munca și efortul de a o plasa acolo erau mult mai scumpe decât dacă ar fi construit panoul solar la sol.

În Massachusetts, cu o populație puternică, terenurile agricole sunt relativ rare și doar 10% din alimentele sale sunt cultivate de casă. Dacă ți-ai fi plasat panourile solare într-un câmp agricol, se întrebă Marley, ce ar face ei cu producția de alimente?

După mai bine de un deceniu de experimentări, un studiu scris luna trecută de 11 oameni de știință ne-a dat un răspuns. În multe cazuri, fermierii și viitoarele aprovizionări cu alimente vor beneficia de panourile solare în câmpurile lor, mai ales că schimbările climatice introduc mai multă secetă și temperaturi arzătoare în zonele agricole.

Studiul a constatat că modul convențional de instalare a panourilor solare tinde să crească căldura. Ansamblurile se așează adesea pe un pat de pietriș alb care înăbușă vegetația și reflectă lumina soarelui înapoi la ansamblu. Aceasta crește temperatura și poate reduce producția de energie electrică cu 1% până la 3%.

Studiul a menționat că animalele care pasc și multe culturi de legume pot beneficia de umbră parțială sub panouri solare. În plus, fluxul rezultat de energie regenerabilă este echivalent cu o altă cultură, oferind fermierilor venituri mai mari și reducând emisiile provenite din energia electrică pe bază de combustibili fosili.

Laboratorul Național de Energie Regenerabilă (NREL), care face parte din Departamentul Energiei, a susținut mai multe experimente de creștere solară. Într-o declarație recentă, el a spus că amplasarea panourilor solare „ar putea oferi rezultate câștig-câștig” în multe sectoare agricole.

Luna trecută, NREL a ajutat la publicitatea studiului apărut în Nature Sustainability sub denumirea grea „sisteme agrivoltaice”. Este conceptul de plasare a panourilor solare pe câmpuri agricole active. El a descoperit că schimbările „au afectat fiecare aspect al activității plantelor” cu trei culturi alimentare diferite, de obicei în bine. Studiul a prezis că economiile viitoare din apa folosită pentru irigarea terenurilor agricole uscate din Arizona, unde autorii studiului le-au testat împotriva culturilor convenționale, vor fi „substanțiale”.

Jordan Macknick, un cercetător NREL care a urmărit studiile agrivoltaice ale agenției de când au început în 2010, a declarat că există 25 de experimente în locații îndepărtate din SUA. Acestea includ animale care pasc în Colorado și cultivarea roșiilor și cartofilor. și pepeni fără irigare în Oregon. Altele includ creșterea albinelor în jurul florilor protejate de panouri solare în Minnesota și plasarea de panouri solare peste mlaștinile de afine din Massachusetts.

„Presupunem că până în 2030 vor exista aproximativ 3 milioane de acri de teren în Statele Unite cu panouri solare pe ele” în scopuri combinate de producție agricolă și de energie, a explicat Macknick.

Au existat experimente de la începutul anilor 1980 în Germania, Franța și Japonia. Au sugerat căsătoria benefică dintre panourile solare și agricultură, dar când și-a început experimentele în Amherst, în 2008, Marley nu știa nimic despre ele.

Dar era sigur că panourile solare convenționale vor trebui reproiectate pentru a fi prezentate fermierilor. Pietrișul reflectorizant trebuie îndepărtat împreună cu fundațiile tradiționale din beton și țevile de oțel. În timp ce matrițele convenționale stăteau jos deasupra solului, Marley a vrut să le ridice la minimum 7 picioare. Acest lucru ar oferi suficient spațiu pentru pășunat animalelor, permițând în același timp tractoarelor să lucreze culturi plantate în pământul de jos.

Anne Marley a spus odată acest lucru despre soțul ei: era un bărbat cu un plan și grăbit să facă ceva despre schimbările climatice. „A crezut că am întârziat”, a spus el. „Suntem în întârziere și, în loc să așteptăm ca guvernul să o facă, trebuie să realizăm acest lucru”.

ALIMENTARE VERSUS ENERGIE

J. David Marley a format o companie, Hyperion Systems LLC, și a dezvoltat un parteneriat cu Universitatea din Massachusetts, Amherst, de la care a absolvit, pentru a construi un site de testare în 2009. El a imaginat matrici care ar putea fi încorporate în structuri de stâlp din lemn. care ar putea fi eliminat dacă fermierii ar dori să planteze altceva.

Aranjamentele au ajuns până la 15 picioare pentru a face loc agriculturii și pentru a permite curgerea ploii și a zăpezii. Stephen Herbert, un agronom la universitate, a contribuit la determinarea distanței optime între panouri pentru ca lumina soarelui să ajungă la sol.

„Acest lucru a ieșit de nicăieri”, și-a amintit Herbert. Economia favorabilă a combinării panourilor solare cu pășunile pentru pășunatul bovinelor și ovinelor a fost, așa cum a spus el, „evidentă”. Au beneficiat pășunile, animalele de fermă și producția de energie electrică.

Marley, care ulterior a brevetat proiectele și a câștigat o subvenție de 1,5 milioane de dolari de la Departamentul Educației pentru a preda elevilor școlilor tehnice noi utilizări pentru sistemele solare fotovoltaice, a murit în 2013. Herbert susține tradiția în clasele sale de agronomie, explicând modul în care experimentele au condus la o varietate de legume, inclusiv varză, bietă, salată verde, fasole, broccoli și ardei grași și electricitate regenerabilă care este cultivată în mod profitabil pe diferite terenuri din Massachusetts.

După cum explică Herbert, guvernele vor trebui să se implice mai mult și să ia decizii cu privire la modul de utilizare a noului sistem, altfel un climat mai cald îi va forța pe fermieri să „scoată pământul din productivitate în timp ce crește numărul de oameni înfometați. ”.

„Le spun tinerilor că este viitorul lor, nu atât al meu. Va trebui să ia în serios politica ”, a spus el.

Cu siguranță, guvernele s-au implicat mai mult. Din 2017, departamentele de energie și resurse agricole din Massachusetts se luptă cu un program de subvenții care îi încurajează pe fermieri să încerce energia regenerabilă. În același timp, programul încearcă să restricționeze companiile care vând rețele și energie solară să preia prea multe terenuri agricole.

În 2017, Massachusetts și-a stabilit obiectivul de a atinge 1.600 de megawatti de energie solară până în 2020, dar a impus un plafon destinat protejării terenurilor agricole. Cincizeci la sută din terenul unei ferme trebuia expus la lumina soarelui. Acum, statul intenționează să adauge 800 MW și are în vedere o propunere de a oferi fermierilor o rată mai mică pentru energia electrică, dacă vor continua să extindă suprafața acoperită de acorduri.

Mai mulți fermieri doresc să participe la program, iar unii avocați ai industriei solare fac eforturi pentru 4.800 MW. Vor mai mult acces la terenurile agricole pentru a aduce un procent mai mare de energie regenerabilă comunităților din apropiere. Herbert consideră că proporția terenurilor agricole fără panouri solare ar putea scădea puțin sub 50% și ar avea totuși un sens economic pentru fermieri. Dincolo de asta, el crede că terenurile agricole existente ar trebui păstrate pentru culturile tradiționale și nu pentru creșterea electricității.

În acest moment, programul așteaptă ca statul să scrie noi reglementări; se presupune că vor fi eliberate în februarie.

Între timp, interesul pentru agricultura agrivoltaică continuă să se răspândească. Programul DOE a păstrat compania Marley, Hyperion, ca partener în 2015 și intenționează să înființeze un nou sit experimental în Puerto Rico. Terenul este folosit pentru creșterea vitelor și cultivarea cafelei.

Un consilier pentru acest proiect va fi Jake Marley, fiul lui David Marley și noul manager al Hyperion. El a spus că programul DOE, numit InSPIRE pentru „pregătirea inovatoare a șantierului și reducerea impactului asupra mediului”, reflectă abordarea conservatoare a tatălui său în ceea ce privește utilizarea terenurilor agricole. „Obiectivul lor principal nu era să scoată terenul din producție”, a spus Jake Marley. „A crezut în producția de alimente mai întâi, și în al doilea rând al energiei”.

Ideea inițială a fost produsul a doi oameni de știință din Germania în 1981. Au produs o lucrare numită „Kartoffeln Unterm Kollektor” („Cartofi sub panouri”) care a arătat pentru prima dată cum economia agriculturii ar putea funcționa cu panourile solare.

Ideea s-a răspândit în întreaga lume, iar Macknick, cercetătorul NREL, a declarat că va duce la mai multe inovații, inclusiv unele de la companii din India care intenționează să atârne panouri solare peste canalele de irigații pentru a produce electricitate și a reduce evaporarea apei din apă. udare prețioasă în același timp.

El spune că există mai multe inovații în curs de desfășurare în SUA, unde companiile se gândesc să folosească panouri solare translucide pentru a permite mai multă lumină solară și a construi sere solare electrice pentru a combina producția de energie electrică și centrală. Tomatele și mierea „alimentate cu energie solară” sunt vândute pe piețele fermierilor.

Experimentarea continuă. "Va exista un apetit uriaș pentru acest lucru în țările mici sau în cele care nu au o mulțime de terenuri agricole disponibile", a spus Macknick. „Veți vedea o mulțime de conflicte între alimente și energie acolo și există modalități prin care le puteți ajuta să le minimizați”.

"Dar există încă multe întrebări deschise despre cum să crești acest drept", a adăugat el.


Video: Unde țin caturile pe iarnă, și citeva sfaturi. (Iunie 2022).