Agrivoltaik loyihalarda quyosh, ekinlar, chorvachilikni birgalikda joylashtirish

Quyosh energiyasi ekologik barqarorlik modellari uchun markaziy o'rinni egallaydi, ammo barcha loyihalar bir xil tarzda qurilmaydi. Qayta tiklanadigan yoki boshqa yo'l bilan energiyani rivojlantirishdagi tashvishlardan biri "energiya tarqalishi" tushunchasi bo'lib, u energiya ishlab chiqarish va tarqatish uchun erni ajratishdir.

Kaliforniya atrof-muhitining hisob-kitoblariga ko'ra, tomdagi quyosh 148,{1}} gektar erning rivojlanishiga to'sqinlik qilishi mumkin, faqat erga o'rnatilgan foydali miqyosdagi modelga nisbatan. Bu davlat regulyatori tomonidan 2045 yilgacha toza energiya maqsadlariga erishish uchun 28,5 GVt quvvatga ega quyosh energiyasidan foydalanishga asoslangan. Bu Los-Anjelesning yarmiga teng bo'lgan hududni saqlab qolish mumkin.

Quyosh energiyani qurilgan muhitga integratsiyalash, tomlarga joylashtirish, binolarning jabhalariga, avtoulovlarga va hokazolarga joylashtirish qobiliyati uchun olqishlanadi. Biroq, agressiv dekarbonizatsiya maqsadlariga erishish va 100 foiz qayta tiklanadigan energiya tizimiga erishish uchun erga o'rnatilgan quyosh ham kerak bo'ladi. Bu erda agrovoltaiklar, quyosh energiyasini ishlab chiqarishni qishloq xo'jaligi funktsiyalari bilan birgalikda joylashtirish amaliyoti kirishishi mumkin.

Oregon shtat universiteti tomonidan olib borilgan tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, quyosh va qishloq xo'jaligini birgalikda joylashtirish Qo'shma Shtatlardagi jami elektr energiyasining 20 foizini ta'minlashi mumkin. Tadqiqotchilarning ta'kidlashicha, agrovoltaiklarni keng miqyosda o'rnatish har yili 330,000 tonna karbonat angidrid chiqindilarining qisqarishiga olib kelishi mumkin, bu esa hosildorlikka "minimal" ta'sir ko'rsatishi mumkin.

Ma'lumotlarga ko'ra, agar agrovoltaiklar AQSh elektr energiyasi ishlab chiqarishning 20 foizini ta'minlay oladigan bo'lsa, Merilend shtatining kattaligidagi maydon kerak bo'ladi. Bu taxminan 13,{2}} kvadrat milya yoki hozirgi AQSH qishloq xoʻjaligi yerlarining 1 foizini tashkil qiladi. Global miqyosda, barcha qishloq xo'jaligi erlarining 1 foizi quyosh PViga aylantirilsa, dunyodagi energiya ehtiyojlarini ishlab chiqarishi mumkinligi taxmin qilinmoqda.

Biosfera 2

Agrivoltaics erni saqlab qolish va akrdan maksimal darajada foydalanishdan ko'proq narsani qiladi. Quyosh massivlari va quyida keltirilgan qishloq xo'jaligi faoliyati o'rtasida sinergiya mavjud.

Misol uchun, Biosfera 2 da agrovoltaik sinov markazini boshqaradigan Arizona universiteti tadqiqotchilari guruhi, to'liq o'z-o'zidan yopiq "tabiiy" muhit, ekinlar quyosh massivlarining ishlashini yaxshilaydi va quyosh massivlari hosildorlikni yaxshilaydi. quruq muhitda.

Biosfera guruhi fotovoltaik tizim tomonidan ta'minlangan soya bug'lanishni kamaytirishini aniqladi, ya'ni suv ochiq havoda quruqlikdagi qishloq xo'jaligiga qaraganda sirtda uzoqroq turishi va ekinlarni yaxshiroq oziqlantirishi mumkin. Bu nafaqat suvni tejash, balki o'simliklarning kuchli o'sishiga yordam beradi, bu esa hosilning yaxshilanishiga olib keladi. Bundan tashqari, panellar tomonidan taqdim etilgan soyali joy o'simliklarning tarqalishiga olib keladi va quyosh nurini izlaydi. Sinovlarda agrivoltaik soyali barg ochiq havodagidan deyarli ikki baravar katta edi.

Biosfera 2ni o'rab turgan quruq iqlim sharoitida o'simliklarning to'g'ri o'sishi uchun ko'pincha juda ko'p yorug'lik va issiqlik bo'lishi mumkin. Panelning soyasi o'simliklar uchun yaxshi sharoit yaratishga yordam beradi. Yuqori haroratlarda kamroq quvvat ishlab chiqaradigan quyosh panellari uchun ham xuddi shunday. An'anaviy quyosh qurilmasi pastdagi barcha o'simliklarni olib tashlashi mumkin, bu esa katta quyosh massivlarida issiqlik orolining o'rganilgan ta'sirini keltirib chiqaradi.

Elektrga aylantirilmagan ortiqcha quyosh energiyasi hududni ikki yo'l bilan tark etishi mumkin: yashirin issiqlik yoki sezgir issiqlik. Sezuvchan issiqlik - bu biz his qila oladigan va quyosh PV ishlab chiqarishiga zarar etkazadigan tur. Yashirin issiqlik - bu yaqin atrofdagi suv tomonidan so'rilib, bug'ga aylanadigan energiya. Quruq iqlimda pastdagi ekinlarni qo'shish orqali siz ko'proq yashirin issiqlik assimilyatsiyasini qo'shasiz, panellardagi issiqlik bosimini olib tashlaysiz va ishlab chiqarish va hayot aylanishini oshirasiz.

Quruq iqlimli fermerlar ham agrovoltaiklar bilan ishlashni yoqtirishlari mumkin. Markazning dastlabki ma'lumotlariga ko'ra, terining harorati ochiq dehqonchilikka qaraganda Farengeytdan 20 daraja pastroq.

InSPIRE loyihasi

Qayta tiklanadigan energiya milliy laboratoriyasi (NREL) agrovoltiaclar uchun ko'plab imkoniyatlarni o'rganmoqda, jumladan, qoramol yoki qo'y, ekinlar, changlatuvchilar uchun qulay mahalliy o'simliklar yoki tuproqni qayta tiklash va boshqa ekotizim xizmatlarini faol quyosh massivlari bilan bir xil er uchastkasiga joylashtirish.

NRELning agrovoltaika bo'yicha asosiy tadqiqot loyihasi qishloq iqtisodiyoti va ekotizimlari bilan integratsiyalashgan innovatsion quyosh amaliyotlari (InSPIRE) deb nomlanadi. InSPIRE loyihasi amaliyotning afzalliklarini aniqlash uchun moliyaviy kalkulyatorni ishlab chiqdi. Shuningdek, ushbu sohaga kirishni xohlaydiganlar uchun eng yaxshi tajribalar ro'yxatini ishlab chiqdi. Bundan tashqari, InSPIRE AQShdagi barcha faol agrovoltaika saytlarini kuzatib boradi, ularni shu yerda topish mumkin.

"Bir nechta hududlarni, konfiguratsiyalarni va qishloq xo'jaligini qamrab olgan ishimiz orqali biz juda ko'p dastlabki istiqbolli natijalarni ko'rdik", dedi Jordan Maknik, NRELning energiya-suv-er bo'yicha yetakchi tahlilchisi va InSPIRE loyihasining bosh tadqiqotchisi. "Endi bizning vazifamiz - bu muvaffaqiyatlarni qanday ko'paytirish va takrorlashni aniqlash."

NREL, shuningdek, beshta C deb nomlangan agrovoltaikada muvaffaqiyatga erishish uchun beshta asosiy tamoyillar to'plamini ishlab chiqdi:

Iqlim, tuproq va atrof-muhit sharoitlari - Joyning atrof-muhit sharoitlari quyosh energiyasini ishlab chiqarish uchun ham, kerakli ekinlar yoki er qoplami uchun ham mos bo'lishi kerak.

Konfiguratsiyalar, quyosh texnologiyalari va dizaynlar - Quyosh texnologiyasini tanlash, saytning joylashuvi va boshqa infratuzilma quyosh panellariga qancha yorug'lik tushishidan tortib, agar kerak bo'lsa, traktor panellar ostida harakatlana oladimi yoki yo'qligiga ta'sir qilishi mumkin. "Ushbu infratuzilma keyingi 25 yil davomida erda bo'ladi, shuning uchun siz uni rejalashtirilgan foydalanish uchun to'g'ri olishingiz kerak. Bu loyiha muvaffaqiyatli bo'ladimi-yo'qligini aniqlaydi ", dedi InSPIRE ustida ishlaydigan NREL tadqiqotchisi Jeyms Makkal.

O'simliklarni tanlash va etishtirish usullari, urug'lik va o'simliklarni loyihalash va boshqarish yondashuvlari - Agrivoltaik loyihalar mahalliy iqlim sharoitida panellar ostida o'sadigan va mahalliy bozorlarda foydali bo'lgan ekinlarni yoki yer qoplamalarini tanlashi kerak.

Moslik va moslashuvchanlik - Agrivoltaiklar samarali qishloq xo'jaligi faoliyatini ta'minlash uchun quyosh energiyasi egalari, quyosh operatorlari va fermerlar yoki er egalarining raqobatbardosh ehtiyojlarini qondirish uchun ishlab chiqilishi kerak.

Hamkorlik va hamkorlik - Har qanday loyiha muvaffaqiyatli bo'lishi uchun guruhlar o'rtasidagi muloqot va tushunish juda muhimdir.

InSPIRE AQShning 11 shtati, Puerto-Riko va Kolumbiya okrugidagi 28 ta ob'ektni qamrab olgan dunyodagi eng yirik, eng uzoq davom etgan va keng qamrovli agrovoltaik tadqiqotlarni ifodalaydi. Ushbu saytlarning ba'zilari to'g'ridan-to'g'ri tadqiqotni o'z ichiga oladi, ba'zilari tadqiqotni loyihalash va ko'rib chiqishni o'z ichiga oladi, ba'zilari esa doimiy maslahatlashuv va hamkorlar bilan maslahatlashishni o'z ichiga oladi.

"InSPIRE haqiqatdan ham yaxshi qilgan ishi - PV quyosh energiyasini loyihalash va boshqarish haqida boshqacha fikrlaydigan odamlar hamjamiyatini yaratishdir. Umuman olganda, InSPIRE konferentsiyasidan so'ng olimlar va sanoat amaliyotchilari o'z natijalarini baham ko'rishlarini tinglashadi, bu qiyinchilik uchun ulkan energiya va optimizm mavjud. va imkoniyatlar bizni oldinda, - dedi O'rta G'arbdagi eng yirik elektr kooperativi bo'lgan Connexus Energy kompaniyasidan Rob Devis.