پانل های خورشیدی برای استفاده در زمین های کشاورزی ولتاییک

اندی کوربلی -19 نوامبر 2021 – مزرعه خورشیدی جک – عکس ورنر اسلوکام: NREL

Agrivoltaics یک زمینه مطالعاتی است که با دانش شکوفا می شود که چگونه می توان برداشت کشاورزی را با انرژی خورشیدی ترکیب کرد به گونه ای که عملکرد هر دو را افزایش دهد.

برای پژوهشگران، کشاورزان و کسب و کارهای خورشیدی این واقعیت هیجان انگیز  است که هنگام کاشت محصولات زیر مجموعه های پنل خورشیدی، گیاهان بهتر رشد می کنند و به آبیاری کمتری نیاز دارند، در حالی که پانل ها برق بیشتری تولید می کنند.

اگر در بولدر، کلرادو، از باغ خورشیدی جک دیدن کنید  احتمالاً مردی را خواهید دید که در حال رانندگی یک تراکتور در زیر ردیف‌هایی از صفحات خورشیدی است، مردمی که در شیارهای مجاور مشغول مراقبت، برداشت یا کاشت هستند. جک نماینده این پروژه از این دست در ایالات متحده است – برخی تجاری و برخی فقط برای تحقیقات.

مرد راننده تراکتور بایرون کومینک است. کومینک پس از کار در سپاه صلح و USAID، اکنون یکی از نوآورترین کشاورزان در کشور است. مزرعه 24 هکتاری او که قبلاً فقط یونجه برداشت می‌کرد، 50 سال پس از خرید آن توسط پدربزرگش جک، همنام «باغ خورشیدی» پررونق، در خانواده‌اش بود.پس از تصاحب مزرعه، او متوجه شد که این مزرعه در حال از دست دادن پول است – و شهرستان مشتاق ایده او برای انرژی خورشیدی نبود.

کومینک به NPR گفت: آنها گفتند، «زمین برای کشاورزی است، پس به کشاورزی آن بروید». من گفتم، خوب، ما هیچ پولی به دست نمی‌آوریم، همه شما می‌خواهید در مقطعی 100 درصد تجدیدپذیر باشید، پس چطور است که با هم کار کنیم و این موضوع را حل کنیم.

شرط بندی مزرعه

او در شهرستان بولدر اجازه ساخت یک مزرعه خورشیدی agrivoltaic را در زمین کشاورزی تاریخی خود گرفت.او به یک شرکت متخصص پنل های خورشیدی به نام Namaste Solar مراجعه کرد تا 3200 پنل را بر روی یکی از پادوک های اصلی خود طراحی و نصب کند. حتی با ساخت انواع آرایه‌ها قبلی Namaste برای اولین بار است که یک محصول در بالای ردیف را نصب میکند.

Solar Power World گزارش می‌دهد که Namaste ردیاب‌های پیچیده‌ای را برای تعقیب خورشید در سراسر آسمان انتخاب کرده و آنها را بر اساس ارتفاعات و فاصله‌های اندازه‌گیری شده استراتژیک نصب کرده است تا خورشید کافی به محصولات زیرین برسد. برای هر ردیفی که در فاصله 8 فوتی از زمین نصب می شد و فضای کافی برای راندن تراکتور در زیر آن فراهم می کرد، دو ردیف در ارتفاع 6 فوتی نصب می شدند.

کار اکنون به پایان رسیده، برق تولیدی مزرعه کومینک برای تامین برق 300 خانه خصوصی کافی است که 50 مورد از آنها اکنون مشتریان انرژی او هستند. در زیر آن سلولها گوجه فرنگی، شلغم، هویج، کدو حلوایی، چغندر، کاهو، کلم پیچ، شاتوت و فلفل وجود دارد.

این موفقیت آشکار نبود، و برای درو کردن پاداش‌ها نیاز به یک جهش بزرگ داشت.او گفت: «ما مجبور شدیم مزرعه خود را به عنوان وثیقه و همچنین مجموعه خورشیدی را به عنوان وثیقه در اختیار بانک بگذاریم. “اگر این کار نمی کردیم، مزرعه را از دست می دهیم.”

بسیاری از تحقیقات در آمریکا که نشان می‌دهند   agrivoltaics تا چه حد می‌توانند موثر باشند، در همان دوره‌ای که او در حال «شرط‌بندی مزرعه» بود، تولید شد.

GNN در مورد برخی از مزارع خورشیدی که از agrivoltaics برای پرورش مراتع برای حیوانات چرا و گرده افشان های بومی استفاده می کنند، گزارش داده است. در هند، پنل‌های خورشیدی روی کانال‌ها ساخته می‌شوند که با از دست دادن آب از طریق تبخیر سطحی، پنل‌ها را خنک می‌کنند و کارایی آن‌ها را افزایش می‌دهند.

در سال 2019، مطالعه ای از دانشگاه های آریزونا و مریلند مزایای زیادی را در ترکیب پنل های خورشیدی و محصولات کشاورزی نشان داد. در بالا، مشخص شد که صفحات خورشیدی با تبخیر محصولات زیر 16 درجه فارنهایت خنک‌تر نگه داشته می‌شوند که برای افزایش تولید انرژی تا 2 درصد کافی است.

در 8 سال گذشته، اندازه مزارع agrivoltaic از 5 مگاوات به 2.9 گیگاوات افزایش یافته است، و تحقیقات آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر تخمین می زند که اگر تنها 1 میلیون هکتار از زمین های کشاورزی تحت پوشش پنل های خورشیدی قرار گیرد، کشور به اهداف انرژی های تجدید پذیر خود دست خواهد یافت. https://www.goodnewsnetwork.org