ENERGIA

Systemy agroltaiczne: zbieranie energii razem z żywnością

Systemy agroltaiczne: zbieranie energii razem z żywnością


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.

Panele słoneczne rozmieszczone na polach uprawnych mogą przynieść korzyści zarówno produkcji energii, jak i uprawom. Te zestawy nazywane są systemami agrowoltaicznymi.

W 2008 roku J. David Marley, inżynier, który był właścicielem firmy budowlanej w Amherst w stanie Massachusetts, wpadł na pomysł. Właśnie skończył budować duży panel słoneczny na dachu swojego biurowca w centrum miasta.

Dowiedział się, że praca i wysiłek związany z umieszczeniem go tam jest znacznie droższy niż gdyby zbudował panel słoneczny na ziemi.

W gęsto zaludnionym Massachusetts pola uprawne są stosunkowo rzadkie, a tylko 10% żywności pochodzi z własnych upraw. Marley zastanawiał się, co by zrobili z produkcją żywności, gdybyś umieścił panele słoneczne na polu?

Po ponad dekadzie eksperymentów, badanie napisane w zeszłym miesiącu przez 11 naukowców dało nam odpowiedź. W wielu przypadkach rolnicy i przyszłe zaopatrzenie w żywność odniosą korzyści z posiadania paneli słonecznych na swoich polach, zwłaszcza że zmiany klimatyczne powodują większą suszę i wysokie temperatury na obszarach rolniczych.

Badanie wykazało, że konwencjonalny sposób instalowania paneli słonecznych ma tendencję do zwiększania ciepła. Zespoły często siedzą na łożu z białego żwiru, który tłumi roślinność i odbija światło słoneczne z powrotem do zespołu. To podnosi jego temperaturę i może zmniejszyć produkcję energii elektrycznej o 1% do 3%.

W badaniu zauważono, że wypasane zwierzęta i wiele upraw warzyw może skorzystać z półcienia pod panelami słonecznymi. Ponadto wynikający z tego przepływ odnawialnej energii elektrycznej jest równoważny z inną uprawą, zapewniając rolnikom większe dochody i zmniejszając emisje z energii elektrycznej opartej na paliwach kopalnych.

Krajowe Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL), część Departamentu Energii, wspierało wiele eksperymentów związanych z uprawą słońca. W niedawnym oświadczeniu powiedział, że kolokacja paneli słonecznych „może przynieść korzyści wszystkim stronom” w wielu sektorach rolnictwa.

W zeszłym miesiącu NREL pomógł opublikować badanie, które ukazało się w Nature Sustainability pod ciężką nazwą „systemy agrivoltaic”. Jest to koncepcja umieszczania paneli słonecznych na aktywnych polach uprawnych. Odkrył, że zmiany „wpłynęły na każdy aspekt aktywności roślin” przy trzech różnych uprawach roślin spożywczych, zwykle na lepsze. Badanie przewidywało, że przyszłe oszczędności wody używanej do nawadniania suchych pól uprawnych Arizony, gdzie autorzy badania przetestowali je w porównaniu z uprawami konwencjonalnymi, będą „znaczne”.

Jordan Macknick, badacz NREL, który śledzi badania agrowoltaiczne agencji od ich rozpoczęcia w 2010 roku, powiedział, że w odległych miejscach w całych Stanach Zjednoczonych prowadzi się 25 eksperymentów. i melony bez nawadniania w Oregonie. Inne obejmują hodowanie pszczół wokół kwiatów chronionych przez panele słoneczne w Minnesocie i umieszczanie paneli słonecznych na bagnach jagodowych w Massachusetts.

„Zakładamy, że do 2030 r. W Stanach Zjednoczonych będzie około 3 mln akrów ziemi z panelami słonecznymi”, które będą wykorzystywane do celów rolniczych i energetycznych - wyjaśnił Macknick.

Były eksperymenty z wczesnych lat 80-tych w Niemczech, Francji i Japonii. Wspominali o korzystnym mariażu paneli słonecznych i rolnictwa, ale kiedy zaczął swoje eksperymenty w Amherst w 2008 roku, Marley nic o nich nie wiedział.

Był jednak pewien, że konwencjonalne panele słoneczne będą musiały zostać przeprojektowane, aby były prezentowane rolnikom. Żwir refleksyjny należy usunąć wraz z tradycyjnymi fundamentami betonowymi i rurami stalowymi. Podczas gdy konwencjonalne matryce znajdowały się nisko nad ziemią, Marley chciał podnieść je na co najmniej 7 stóp. Zapewniłoby to wystarczająco dużo miejsca na wypas zwierzętom, a jednocześnie pozwoliłoby ciągnikom na pracę z uprawami zasadzonymi na gołej ziemi poniżej.

Anne Marley powiedziała kiedyś o swoim mężu: Był człowiekiem z planem i spieszył się, by coś zrobić ze zmianami klimatycznymi. - Myślał, że się spóźniliśmy - powiedział. „Jesteśmy spóźnieni i zamiast czekać, aż rząd to zrobi, musimy do tego doprowadzić”.

ŻYWNOŚĆ A ENERGIA

J. David Marley założył firmę Hyperion Systems LLC i nawiązał współpracę z University of Massachusetts w Amherst, który ukończył, w celu zbudowania stanowiska testowego w 2009 r. Wyobraził sobie tablice, które można by wbudować w drewniane konstrukcje słupowe. można to wyeliminować, gdyby rolnicy chcieli zasadzić coś innego.

Układy sięgały nawet 15 stóp, aby zrobić miejsce dla rolnictwa i przepuścić deszcz i śnieg. Stephen Herbert, agronom z uniwersytetu, pomógł określić optymalne odstępy między panelami, aby wystarczająca ilość światła słonecznego docierała do ziemi.

„To pojawiło się znikąd” - wspomina Herbert. Korzystna ekonomika łączenia paneli słonecznych z pastwiskami do wypasu bydła i owiec była, jak to ujął, „oczywista”. Skorzystały na tym pastwiska, zwierzęta hodowlane i produkcja energii elektrycznej.

Marley, który później opatentował projekty i wygrał 1,5 miliona dolarów dotacji z Departamentu Edukacji na nauczanie uczniów technikum nowych zastosowań słonecznych systemów fotowoltaicznych, zmarł w 2013 roku. Herbert podtrzymuje tradycję na swoich zajęciach z agronomii, wyjaśnienie, w jaki sposób eksperymenty doprowadziły do ​​powstania różnych warzyw, w tym jarmużu, boćwiny, sałaty, fasoli, brokułów i papryki oraz odnawialnej energii elektrycznej, która jest opłacalnie uprawiana na różnych działkach w Massachusetts.

Jak wyjaśnia Herbert, rządy będą musiały bardziej się zaangażować i podejmować decyzje dotyczące wykorzystania nowego systemu, w przeciwnym razie cieplejszy klimat zmusi rolników do „odebrania ziemi produktywności, przy jednoczesnym zwiększeniu liczby głodnych ludzi. ”.

„Mówię młodym ludziom, że to ich przyszłość, a nie moja. Będą musieli poważnie potraktować politykę - powiedział.

Rządy z pewnością bardziej się zaangażowały. Od 2017 roku departamenty ds. Energii i zasobów rolnych w Massachusetts walczą z programem dotacji, który zachęca rolników do wypróbowywania energii odnawialnej. Jednocześnie program stara się uniemożliwić firmom sprzedającym tablice i energię słoneczną przejmowanie zbyt dużej powierzchni uprawnej.

W 2017 roku Massachusetts postawiło sobie za cel osiągnięcie 1600 megawatów energii słonecznej do 2020 roku, ale narzuciło ograniczenie mające na celu ochronę gruntów rolnych. Pięćdziesiąt procent ziemi na farmie musiało być wystawione na działanie promieni słonecznych. Teraz stan planuje dodać 800 MW i rozważa propozycję, aby dać rolnikom niższą stawkę za energię elektryczną, jeśli nadal będą rozszerzać obszar objęty ustaleniami.

Więcej rolników chce wziąć udział w programie, a niektórzy zwolennicy przemysłu słonecznego domagają się 4800 MW. Chcą większego dostępu do ziemi uprawnej, aby zapewnić pobliskim społecznościom wyższy procent energii odnawialnej. Herbert uważa, że ​​odsetek gruntów rolnych bez paneli słonecznych może spaść nieco poniżej 50% i nadal ma sens ekonomiczny dla rolników. Poza tym uważa, że ​​istniejące pola uprawne powinny być zachowane pod kątem tradycyjnych upraw, a nie dla zwiększania ilości energii elektrycznej.

W tej chwili program czeka na napisanie przez państwo nowych przepisów; mają wyjść w lutym.

Tymczasem nadal rośnie zainteresowanie rolnictwem rolnym. Program DOE zatrzymał firmę Marley, Hyperion, jako partnera w 2015 r. I planuje założyć nowe miejsce eksperymentalne w Puerto Rico. Ziemia jest wykorzystywana do hodowli bydła i uprawy kawy.

Doradcą przy tym projekcie będzie Jake Marley, syn Davida Marleya i nowy menadżer Hyperiona. Powiedział, że program DOE, zwany InSPIRE, oznaczający „innowacyjne przygotowanie terenu i redukcję wpływu na środowisko”, odzwierciedla konserwatywne podejście jego ojca do użytkowania gruntów rolnych. „Ich głównym celem nie było wycofanie ziemi z produkcji” - powiedział Jake Marley. „Najpierw wierzył w produkcję pożywienia, a potem w energię”.

Pierwotny pomysł był dziełem dwóch naukowców z Niemiec w 1981 roku. Stworzyli oni artykuł zatytułowany „Kartoffeln Unterm Kollektor” („Ziemniaki pod panelami”), który po raz pierwszy pokazał, jak ekonomia rolnictwa może współdziałać z panelami słonecznymi.

Pomysł rozprzestrzenił się na całym świecie, a Macknick, badacz NREL, powiedział, że zaowocuje kolejnymi innowacjami, w tym niektórymi z firm w Indiach, które planują zawiesić panele słoneczne nad kanałami irygacyjnymi w celu produkcji energii elektrycznej i zmniejszenia parowania wody z wody. cenne podlewanie w tym samym czasie.

Mówi, że w Stanach Zjednoczonych trwają kolejne innowacje, gdzie firmy rozważają użycie półprzezroczystych paneli słonecznych, aby wpuścić więcej światła słonecznego i zbudować elektryczne szklarnie słoneczne, aby połączyć produkcję energii i roślin. Pomidory i miód „zasilane energią słoneczną” są sprzedawane na targowiskach.

Eksperyment trwa. „Będzie na to ogromny apetyt w małych krajach lub w tych, które nie mają dużej dostępnej ziemi uprawnej” - powiedział Macknick. „Zobaczysz tam wiele konfliktów między pożywieniem a energią i są sposoby, aby pomóc je zminimalizować”.

„Ale wciąż istnieje wiele otwartych pytań dotyczących tego, jak dobrze to wyrosnąć” - dodał.


Wideo: Elektromobilność Krzysztof Jędrzejczak (Czerwiec 2022).


Uwagi:

  1. Maloney

    Dobry pomysł



Napisać wiadomość