两用太阳能农场是加州的解决方案吗?

米根·伯姆著

如果我告诉你,你可以在同一块土地上同时从事农业和可再生能源,你会怎么想?农业voltics就是这样做的。“农业”和“光伏”(一种将太阳能转化为电能的方法)的巧妙结合就是其中之一四种主要种类两用太阳能再生农业技术和太阳能电池板在同一地点,以允许发电和粮食生产。在最近的一次文章这些两用太阳能电池板通过提供更清洁的能源、更多的食物和更健康的土壤,对水、土壤和能源效率产生广泛的积极影响,并具有更强的保水和固碳能力。

有什么好处?

能源部列举了农业光伏装置的几个好处,包括三个主要类别:土地利用和发电效率、土壤再生和生态保护以及增加收入。让我们回顾一下这三个例子。

农作物的双重使用太阳能电池板

图片来源:国家可再生能源实验室

两用太阳能电池板使电力和粮食生产都能在同一块土地上进行。这一优势可能是解决迫在眉睫的全球问题的关键有限的农田而且全球人口不断增加.在2017年一项农业volics试点研究中德国,土地利用效率提高了60-84%。下图比较了两种类型的农田使用情况,可以看出这种更高的生产力。想象一下,左边的土地100%可以用来生产小麦,而右边的土地100%用来生产太阳能发电。但是当两块土地都种植80%的小麦和80%的太阳能时,土地的效率就会提高到160%。(图片来源:Fraunhofer ISE)

图片来源:弗劳恩霍夫伊势

阴暗处制造

农业生产效率的提高与小气候在太阳能电池板下面。由于太阳能电池板和植物的结合,创造了一个更本地化的气候,可以使太阳能电池板的生产力和作物产量都受益。下面植物的蒸腾作用冷却了上面的太阳能电池板,提高了太阳能电池板的效率,同时太阳能电池板为植物遮荫,保存了该地区的水分。一个亚利桑那州研究发现在作物生长中增加太阳能电池板有助于缓解农民今天所经历的严重气候变化。遮阳和保水可以防止干旱,但也可以在冬天保持温暖,防止霜冻。结果是一个更凉爽、更节水、对电池板、植物和劳动农民具有保护作用的小气候。生长季节也可能开始得更早,结束得更晚,从而增加作物产量。这种整体效率在像旧金山海湾地区这样的地方是至关重要的,在那里,越来越多的城市社区可以从更可持续的农业空间利用中受益。

这对研究结果至关重要德国研究某些作物(特别是叶蔬菜、各种水果和田间饲料)从额外的荫凉中受益,尤其是在干旱时期。近年来加州的炎热和炎热干旱对包括农场工人在内的所有人来说,情况都达到了创纪录的严重程度。有限的灌溉用水严重影响了作物生产。在人们努力节约用水的时代,像农业发电这样的创新努力是有必要的,以解决这种绝望。几项研究已经证明农业光伏能减少农业用水,但亚利桑那大学的研究人员发现,在农业光伏系统的太阳能电池板下,蒸发减速50%由于气温较低。新的结构,充满营养的土壤可以保留更多的水,因此作物需要较少的频繁浇水比直接在阳光下。如果旧金山湾区的土壤能有更大的保水能力,可能会保存更多的水。任何节约的水都是加州人的胜利。

此外,农业发电可以为农民提供持续的收入来源。特别是在作物歉收的年份,太阳能带来的收入将为农民提供经济弹性,同时还有机会为退化土地提供养分和土地补给。亚利桑那州品味与优先学习还证明,种植味道和在阳光下生长的蔬菜是对农民最有利的。

科罗拉多州杰克太阳能花园的照片。来源:NREL

未来是光明的

至于农业综合企业的最佳实践,还有很多有待观察。美国最近的研究显示,这可能取决于天气、土壤类型、作物类型和地理位置。此外,双重用途太阳能系统的材料和安装成本的增加也引起了人们的关注研究正在进行中。然而,目前的成功故事如杰克太阳能花园以及政府的支持(InSPIRE项目的太阳能发展战略指南南加州的太阳基地传粉者计分卡和马萨诸塞州。聪明的项目)已经证明,双重用途太阳能的实施得到了广泛的支持,并可以扩展到加州。事实上,美国农业部美国农村能源项目提供资助机会,鼓励安装为农业操作服务的可再生技术,以减少温室气体排放。

斯科特·威克斯,加州食品和农业部的高级环境科学家,表示他们扫描该计划“如果能抵消用于灌溉的电力,就会资助太阳能电池板”。虽然该州涉及两用太阳能电池板的项目很少,但这并不意味着机会就没有了。通过这样的项目,加利福尼亚州为湾区提供了改善可持续农业和能源实践的空间。

两用太阳能对加州有意义吗?种种迹象表明,答案是肯定的。该州已经在实施环境可持续政策方面领先全国某人1383年的零废物计划及某人100年美国的可再生能源需求。agrivolics将通过支持清洁能源生产和可持续农业来扩大这种积极的努力。除了农场,湾区内的城市县市可能会考虑在花园甚至屋顶农业中实施两用太阳能。正如克恩县的最高规划师罗蕾莱·奥维亚特所建议的那样,两用太阳能可能在较小的规模下最适合加州人德拉诺唱片

我最初对学习更多关于两用太阳能的知识很感兴趣,因为它结合在一起bobty综合体育而且可持续农业这两个领域与Acterra应对气候变化的重点密切相关。尽管还需要对两用太阳能系统进行更多的研究,以了解它们在湾区的使用和成功,但我们从美国联邦政府、州立大学和国际组织获得的证据表明,这对农民、公民和环境都有不可否认的好处。通过促进作物产量、可再生能源、节水和土壤再生,两用太阳能农场可能不是对抗气候变化的唯一解决方案,但很可能是推进加州气候目标的另一种方法。

米根·伯姆是威廉姆斯学院即将升入大二的学生,她打算在那里攻读环境研究和政治学双学位。她最近在Acterra实习,为本土湾区特别是为可持续农业和零废物倡议开展政策和项目研究。