Getreide unter Sonnenkollektoren kann eine Win-Win-Situation sein

Vergrößern / “Agrivoltaics” Studien wie die Eine hier in Massachusetts abgebildete Pflanze findet viele Pflanzen, die sich paaren gut mit Sonnenkollektoren.NREL / Flickr

Sonnenkollektoren scheinen in direkter Konkurrenz zu stehen Pflanzen. Einer fängt Sonnenlicht ein, um Photosynthese zu betreiben, der andere will es nehmen, um Elektronen zu schieben. Es gelten mit Sicherheit die Highlander-Regeln. und es kann nur einen auf einem grundstück geben, oder?

In Wirklichkeit ist es kein Nullsummenspiel. Einige Pflanzen brennen ein Immerhin direkte Sonne, und so gibt es viele Nahrungspflanzen, die würde gerne ihren platz mit paneelen teilen. Und als neue Studie unter der Leitung der Greg Barron-Gafford-Shows der Universität von Arizona, der Kombination ist nicht unbedingt ein Kompromiss – es gibt einige Synergien, die für a Solar-Landwirtschaft.

Jeder gewinnt

Prof. Barron-Gafford et al. konzentriert sich auf trockene Gebiete wie die Amerikanischer Südwesten, in dem Wasser für Getreide begrenzt ist und Sachen werden projiziert, um trockener zu werden. Der Schatten von Sonnenkollektoren könnten die Bodenoberflächentemperaturen und die Verdunstung senken, die Forscher dachten, und Vegetation könnte die Platten ähnlich halten selbst ein wenig cooler als eine nackte boden installation. Schon seit Das könnte bedeuten, dass der Wirkungsgrad des Solarmoduls bei hohen Temperaturen sinkt mehr Strom erzeugt.

Um dies zu testen, haben die Forscher drei Parzellen für den Sommer angelegt Monate: eine einzige Sonnenkollektoren, eine mit nur Ernte und eine mit beide. Die Sonnenkollektoren wurden in diesem Fall so gebaut, dass sie ein wenig stehen über 3 Meter über dem Boden – höher als ein typisches Solarfeld. Alle drei Parzellen wurden gleich bewässert, und Temperaturen, Luftfeuchtigkeit, und Bodenfeuchtigkeit wurden verfolgt. Kirschtomaten, Jalapeños und Chiltepin-Paprika wurde als zu testende Kultur ausgewählt.

Die Ergebnisse zeigten, dass das Kombinieren von Dingen die Temperaturen verändert, wie erwartet. Die Lufttemperaturen blieben etwas über 1 ° C kühler tagsüber durchschnittlich, sie blieben aber auch ca. 0,5 ° C wärmer über Nacht. Die Temperatur der Sonnenkollektoren war jedoch ungefähr 9 ° C kühler während des Tages wegen des Wachstums unter ihnen. Das Die Luft war auch unter den Sonnenkollektoren und im Boden etwas weniger trocken zwischen den gießen langsamer ausgetrocknet.

Top Tomaten

Bei den Kulturen gab es einige signifikante Unterschiede. Wie Die Chiltepin-Paprikaschoten sind farblich angepasst, sie waren beachtlich glücklicher mit einigen Sonnenkollektoren über Kopf. Das Wachstum wurde in berechnet gemessen an der CO2 – Aufnahme, und dies war 33% höher in der EU kombiniertes Grundstück. Die Wassernutzungseffizienz der Pflanzen war nicht so ändern, so verwendeten sie auch mehr Bodenfeuchtigkeit als sie wuchsen. Die Masse der Paprika, die sie produzierten, verdreifachte sich jedoch unter der Sonne Panels.

Die Jalapeños nahmen dagegen 11% weniger auf CO2 unter den Paneelen, was zeigt, dass sie das Extra verpasst haben Sonnenlicht. Trotzdem stieg ihre Wassereffizienz in großem Maße, und sie verbrauchten 65% weniger Wasser. Die Menge der produzierten Paprikaschoten leicht gesunken, aber nicht über die Fehlerbalken.

Schließlich stiegen die Kirschtomaten um 65% CO2-Aufnahme und Steigerung der Wassernutzungseffizienz um 65%. Sie produzierten doppelt so viel Obst mit der gleichen Menge Wasser.

Basierend auf den Temperatur-Wirkungsgrad-Kurven dieser Solar Panels berechneten die Forscher, dass die Temperaturen kühler sind sollte die Stromerzeugung im Sommer um etwa 3% steigern Monate, im Durchschnitt 1% Gewinn für das ganze Jahr.

Potenziale sehen die Forscher hier (und in ähnlicher Weise) “Agrivoltaik” -Experimente an anderer Stelle), die es wert sind, untersucht zu werden und optimieren. Solarpanel-Installationen sind möglicherweise nicht kompatibel mit der Maschinerie, die benutzt wird, um viele Getreide zu ernten und das aufzuladen Paneele höher über dem Boden kosten extra. Aber da sind Konfigurationen für bestimmte Kulturen in bestimmten Bereichen, die eine machen können viel Sinn. Landwirte könnten Wasser sparen und mit Sonnenenergie Geld verdienen Leasing und könnte sogar feststellen, dass die Arbeitnehmer viel komfortabler sind und sicheres Arbeiten im Schatten – bei gleichzeitiger Ermöglichung von Solaranlagen in diesen Gebieten zu expandieren, ohne um Land zu konkurrieren Landwirtschaft.

Nature Sustainability, 2019. DOI: 10.1038 / s41893-019-0364-5 (Über DOIs).

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