Samstaða um sólarorku, ræktun, búfé í landbúnaðarverkefnum

Sólarorka er lykilatriði í líkönum um sjálfbærni í umhverfinu, en ekki eru öll verkefni byggð eins. Eitt áhyggjuefni í orkuþróun, endurnýjanlegri eða á annan hátt, er hugtakið „orkudreifing“ sem er vígsla lands fyrir orkuframleiðslu og orkudreifingu.

Umhverfi Kaliforníu áætlar að sólarorka á þaki gæti komið í veg fyrir þróun 148,000 hektara lands samanborið við jarðvegsuppsett tól sem eingöngu er á jörðu niðri. Þetta er byggt á áætlun ríkiseftirlitsaðila um 28,5 GW af sólarorku á þaki til 2045 til að uppfylla markmið um hreina orku. Það er svæði sem er um helmingi stærra en Los Angeles sem gæti verið varðveitt.

Sól er hrósað fyrir getu sína til að vera samþætt í byggða umhverfinu, sett á húsþök, samþætt í framhlið húsa, á bílageymslur o.s.frv. Hins vegar, til þess að mæta árásargjarnum kolefnislosunarmarkmiðum og ná 100 prósent endurnýjanlegu orkukerfi, er sólarorka á jörðu niðri. verður einnig þörf. Þetta er þar sem agrivoltaics, framkvæmdin við að staðsetja sólarorkuframleiðslu með landbúnaðaraðgerðum, getur tekið þátt.

Rannsóknir við Oregon State University komust að því að samstaða sólar og landbúnaðar gæti veitt 20 prósent af heildar raforkuframleiðslu í Bandaríkjunum. Víðtæk uppsetning landbúnaðarvirkja gæti leitt til árlegrar minnkunar um 330,000 tonn af koltvísýringslosun á sama tíma og hún hefur „lágmarks“ áhrif á uppskeru, sögðu vísindamennirnir.

Blaðið komst að því að svæði á stærð við Maryland þyrfti til ef landbúnaðarvökva ætti að mæta 20% af raforkuframleiðslu Bandaríkjanna. Það eru um það bil 13,000 ferkílómetrar, eða 1 prósent af núverandi ræktuðu landi í Bandaríkjunum. Á heimsvísu er áætlað að 1 prósent af öllu ræktuðu landi gæti framleitt orkuþörf heimsins ef breytt í sólarorku.

Lífríki 2

Landbúnaðarvirkjun gerir meira en að varðveita land og nýta hektara sem best. Það eru samlegðaráhrif á milli sólargeisla og landbúnaðarstarfsemi hér að neðan.

Til dæmis fann hópur vísindamanna við háskólann í Arizona, sem rekur landbúnaðarprófunarstöð í Biosphere 2, fullkomlega sjálfstætt „náttúrulegt“ umhverfi innandyra, að uppskera bætir afköst sólargeisla og sólargeislar bæta uppskeru. í þurru umhverfi.

Biosphere teymið komst að því að skugginn sem ljósvökvakerfið gefur dró úr uppgufun, sem þýðir að vatn myndi vera lengur á yfirborðinu og betri fóðurræktun en landbúnaður sem byggir á landi undir berum himni. Þetta sparar ekki aðeins vatn heldur gerir það plönturnar sterkari, sem leiðir til betri uppskeru. Að auki veldur skyggða rýminu sem spjöldin veita plöntur til að dreifa sér og leita að sólarljósi. Í tilraununum var blaðið sem var skyggt með landbúnaði næstum tvöfalt stærra en það sem var undir berum himni.

Í þurru loftslagi eins og því sem umlykur Biosphere 2 getur oft verið of mikið ljós og hiti til að plöntur geti vaxið almennilega. Skuggi spjaldsins hjálpar til við að skapa betri aðstæður fyrir plönturnar. Sama gildir um sólarrafhlöður, sem framleiða minna afl við háan hita. Hefðbundin sólarvirki getur fjarlægt allan gróður fyrir neðan, sem í stórum sólargeislum veldur rannsökuðum áhrifum hitaeyju.

Ofgnótt sólarorka sem ekki er breytt í rafmagn getur yfirgefið svæðið á tvo vegu: annaðhvort sem duldur hiti eða skynsamlegur hiti. Skynsamlegur hiti er sú tegund sem við getum fundið fyrir og sú tegund sem skaðar sólarorkuframleiðslu. Duldur hiti er orkan sem frásogast nærliggjandi vatni og gufar upp í gufu. Með því að bæta við ræktun fyrir neðan í þurru loftslagi bætir þú við duldri hitaupptöku, tekur hitaþrýsting af spjöldum og eykur framleiðslu og líftíma.

Bændur með þurrt loftslag geta líka haft gaman af því að vinna með landbúnaðarvirkjun. Bráðabirgðagögn frá miðstöðinni benda til þess að húðhiti sé um það bil 20 gráðum á Fahrenheit lægri en útibú.

InSPIRE verkefni

National Renewable Energy Laboratory (NREL) er að kanna marga möguleika fyrir landbúnaðarorku, þar á meðal að setja nautgripi eða sauðfé, ræktun, frævunarvænar innfæddar plöntur, eða endurhæfingu jarðvegs og aðra vistkerfisþjónustu á sama landsvæði og virkir sólargeislar.

Aðalrannsóknarverkefni NREL um landbúnaðarvirkjun heitir Innovative Solar Practices Integrated with Rural Economies and Ecosystems (InSPIRE). InSPIRE verkefnið þróaði fjárhagsreiknivél til að mæla ávinninginn af æfingunni. Það þróaði einnig lista yfir bestu starfsvenjur fyrir þá sem hafa áhuga á að fara inn á sviðið. Að auki rekur InSPIRE alla virka landbúnaðarsvæði um Bandaríkin, sem er að finna hér.

„Með vinnu okkar, sem spannar mörg svæði, stillingar og landbúnaðarstarfsemi, höfum við séð svo margar fyrstu lofandi niðurstöður,“ sagði Jordan Macknick, leiðandi sérfræðingur NREL um orku-vatns-land og aðalrannsakandi fyrir InSPIRE verkefnið. „Nú er áskorun okkar að finna út hvernig eigi að stækka og endurtaka þennan árangur.

NREL þróaði einnig safn af fimm grunnreglum fyrir árangur í landbúnaði, sem kallast fimm C:

Loftslag, jarðvegur og umhverfisaðstæður — Umhverfisaðstæður staðsetningar verða að vera viðeigandi fyrir bæði sólarorkuframleiðslu og æskilega ræktun eða jarðveg.

Stillingar, sólartækni og hönnun - Val á sólartækni, skipulagi svæðisins og annarra innviða getur haft áhrif á allt frá því hversu mikið ljós berst til sólarrafhlöðanna til þess hvort dráttarvél, ef þörf krefur, geti ekið undir spjöldin. "Þessi innviði verður í jörðu næstu 25 árin, þannig að þú þarft að gera það rétt fyrir fyrirhugaða notkun. Það mun skera úr um hvort verkefnið tekst," sagði James McCall, NREL rannsakandi sem vinnur að InSPIRE.

Uppskeruval og ræktunaraðferðir, fræ- og gróðurhönnun og stjórnunaraðferðir— Landbúnaðarverkefni ættu að velja ræktun eða jarðhlíf sem mun dafna undir plötum í staðbundnu loftslagi og sem eru arðbær á staðbundnum mörkuðum.

Samhæfni og sveigjanleiki - Landbúnaðarvirkjun ætti að vera hönnuð til að koma til móts við samkeppnisþarfir sólarorkueigenda, sólarorkuveitenda og bænda eða landeiganda til að gera kleift að stunda hagkvæma landbúnaðarstarfsemi.

Samvinna og samstarf - Til að verkefni nái árangri eru samskipti og skilningur milli hópa mikilvægur.

InSPIRE stendur fyrir stærsta, langvarandi og umfangsmesta landbúnaðarrannsóknarverkefni í heiminum, sem spannar 28 staði í 11 ríkjum Bandaríkjanna, Púertó Ríkó og District of Columbia. Sumar þessara vefsvæða fela í sér beinar rannsóknir, sumar fela í sér hönnun og íhugun rannsókna og sumar fela í sér áframhaldandi samráð og leiðsögn samstarfsaðila.

"Eitt sem InSPIRE hefur gert mjög vel er að skapa samfélag fólks sem hugsar öðruvísi um hönnun og stjórnun sólarljósa. Almennt séð, í kjölfar InSPIRE símafundar og heyrðu vísindamenn og iðnaðarmenn deila niðurstöðum sínum, er gríðarleg orka og bjartsýni fyrir áskoruninni. og tækifæri framundan,“ sagði Rob Davis hjá Connexus Energy, stærsta rafmagnssamvinnufyrirtæki Miðvesturlanda.