Agrivoltaik – Nutzung von Land zum Anbau von Nahrungsmitteln und Hosten Sie gleichzeitig Sonnenkollektoren – scheint eine so gute Idee zu sein, dass Sie sich vielleicht fragen, warum sie nicht häufiger verwendet wird. Es kann die Erträge steigern und zusätzliches Einkommen für die Landwirte generieren. Allerdings gedeihen nicht alle Pflanzen, wenn sie sich den Platz mit Sonnenkollektoren teilen. Kartoffeln, Weizen, Gurken und Kopfsalat gedeihen zum Beispiel nicht gut, aber Tomaten gedeihen oft.
EIN Forschungsbericht veröffentlicht vom National Renewable Energy Laboratory im August, untersuchte die Agrarvoltaik-Forschung in ganz Amerika. Es stellte fest, dass sich die Tomatenerträge im Vergleich zu Nicht-Agrivoltaik-Standorten im Durchschnitt verdoppelten. Das NREL fand heraus, dass es 5 Merkmale gibt, die bestimmen, ob Agrovoltaik in einer bestimmten Situation machbar ist.
- Klima, Boden und Umweltbedingungen: Die Umgebungsbedingungen und Faktoren des jeweiligen Standorts, die außerhalb der Kontrolle der Solarbesitzer, Solarbetreiber, Agrovoltaiker und Forscher liegen.
- Konfigurationen, Solartechnologien und Designs: Die Wahl der Solartechnologie, das Layout des Standorts und andere Infrastrukturen, die die Verfügbarkeit von Licht und die Solarerzeugung beeinflussen können.
- Pflanzenauswahl und Anbaumethoden, Saatgut- und Vegetationsdesigns und Managementansätze: Die Methoden, Vegetation und landwirtschaftlichen Ansätze, die für agrivoltaische Aktivitäten und Forschung verwendet werden.
- Kompatibilität und Flexibilität: Die Kompatibilität des Designs und der Konfiguration der Solartechnologie mit den konkurrierenden Bedürfnissen der Solarbesitzer, Solarbetreiber, landwirtschaftlichen Praktiker und Forscher.
- Zusammenarbeit und Partnerschaften: Vereinbarungen und Vereinbarungen zwischen Interessengruppen und Sektoren zur Unterstützung von Agrovoltaikanlagen.
Agrivoltaik, extreme Hitze und Dürre
Tomaten sind eine Milliarden-Dollar-Industrie in Amerika. Kalifornien baut die meisten Tomaten an, gefolgt von Florida an zweiter Stelle. Aber Kalifornien erlebt schwere Dürre und Hitze, da der Klimawandel seine Agrarindustrie beeinflusst. Diese Faktoren haben zu einem Mangel an sogenannten Verarbeitungstomaten geführt, die typischerweise zur Herstellung von Saucen und Ketchup verwendet werden.
Dürre und extreme Hitze haben im kalifornischen Central Valley in den vergangenen Jahren dazu geführt Mangel an Tomaten, insbesondere die Verarbeitung von Tomaten, und diese Bedingungen werden sich mit dem Klimawandel voraussichtlich noch verschlechtern. Schatten, der durch Sonnenkollektoren bereitgestellt wird, kann helfen, Wasser zu sparen, Feuchtigkeit zu erzeugen und Temperaturen zu senken, die selbst für wärmeliebende Tomaten zu viel werden können. Kanarische Medien Berichte.
Wenn es zu heiß ist, brechen Tomaten die Entwicklung von Früchten aus Blüten ab, da die Pflanze spürt, dass die Früchte nicht gedeihen werden. Untersuchungen haben gezeigt, dass Sonnenkollektoren die Luft ausreichend herunterkühlen, um diesen Prozess zu vermeiden. Und vor allem an einem Ort wie Kalifornien, wo die überwiegende Mehrheit der landesweit angebauten Tomaten können durch Sonnenkollektoren erheblich weniger Bewässerung benötigt werden.
An der Biosphäre der Universität von Arizona 2Kirschtomaten verdoppelten ihren Ertrag, wenn sie unter Sonnenkollektoren angebaut wurden, wie in a 2019 lernen veröffentlicht in Natur Nachhaltigkeit. „Sie bekamen viel Licht, viel Wasser und der Temperaturstress wurde knapp unter diese Schwelle gesenkt, damit sie den Sommer über Früchte tragen und einen zusätzlichen Monat Produktion und mehr Produktion pro Pflanze erzielen konnten“, sagte Greg Barron-Gafford, Lead Autor der Arbeit und Professor an der University of Arizona.
Die Arizona-Studie ergab, dass Sonnenkollektoren die Luft nicht nur tagsüber kühlen, sondern auch nachts erwärmen – ein Vorteil für Tomaten und andere Pflanzen in Wüstenklima wie Zentralkalifornien und Arizona, wo die Temperaturen nach Sonnenuntergang sinken können.
Die Tomatenpflanzen haben auch den Sonnenkollektoren Vorteile gebracht. Sie werden weniger effizient bei der Energieerzeugung, wenn sie besonders heiß sind. Die unter den Paneelen wachsenden Pflanzen erzeugen durch ihre Transpiration einen kühlenden Effekt auf den Paneelen.
Praktische Überlegungen zur Agrivoltaik
Tomaten werden oft etwa 1,50 m hoch, sodass sie unter Sonnenkollektoren passen, die auf 1,80 m erhöht sind – höher als die meisten kommerziellen Arrays, aber Standard für Agrivoltaik. Tomaten werden oft von Hand geerntet, und die Forschung in Arizona stellte fest, dass Agrivoltaik den Landarbeitern zugute kommen könnte. Vorläufige Untersuchungen zeigten, dass die Hauttemperatur so hoch sein könnte wie 18º Blumenarbeiten im Schatten von Paneelen.
Während Verarbeitungstomaten auf riesigen Feldern angebaut werden, werden viele ganze Tomaten, die in Geschäften verkauft werden, in Gewächshäusern angebaut. Forscher sagten, dass der Anbau von Tomaten unter Sonnenkollektoren die Bedingungen eines Gewächshauses in einigen Klimazonen nachahmen könnte, und Energie aus Sonnenkollektoren könnte auch Gewächshäuser vor Ort mit Strom versorgen.
Ob Agrivoltaik von der Tomatenindustrie übernommen wird, hängt zu einem großen Teil davon ab, ob die Bedürfnisse von Solarentwicklern und Landwirten erfüllt werden. Das Anheben von Sonnenkollektoren, um Tomaten darunter unterzubringen, bedeutet zusätzliche Kosten, und Maschinen, die zum Pflücken und Pflanzen von Tomaten auf vielen großen Farmen verwendet werden, funktionieren möglicherweise nicht mit Sonnenkollektoren.
Forschung an der Oregon State
Forscher der Oregon State University untersuchten den Tomatenanbau mit Agrivoltaik in einem kühleren Klima für a 2021 lernen. Sie fanden gemischte Ergebnisse, die die Idee untermauerten, dass Tomaten ideale Agrivoltaik-Kandidaten in heißen Klimazonen sind, in denen die meiste kommerzielle Produktion stattfindet, aber nicht für Kleinbauern in kühleren Klimazonen geeignet sind. Die Forscher platzierten einige Tomaten unter Sonnenkollektoren, andere zwischen Solaranlagen und eine Kontrollgruppe auf einem offenen Feld. Andere Untersuchungen deuten darauf hin, dass die vertikale Montage von Solarmodulen die Leistung einer Solaranlage erhöhen kann.
Die Boden- und Lufttemperaturen waren in den Parzellen unterhalb der Platten im Vergleich zu den Parzellen zwischen den Reihen und dem Kontrollfeld signifikant niedriger. Die Bodentemperatur unter den Platten war eine volle 5º C niedriger als die Zwischenzeilen und die Kontrolle. Die sonnigere Kontrollparzelle brachte die meisten Früchte, verbrauchte aber auch in einem relativ kühlen Klima deutlich mehr Wasser als die anderen Parzellen – ein Effekt, der an einem heißeren Ort verstärkt werden könnte.
Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die Agrivoltaik die Möglichkeit bietet, „Tauschen Sie eine Verringerung der Erträge gegen eine Verringerung des Wasserverbrauchs ein.“ Die Studie stellt fest, dass die effizientere Nutzung von Wasser an Orten mit viel Regen wie West-Oregon oder Florida möglicherweise keine Rolle spielt, aber „könnte in Gebieten kritisch sein, die derzeit wasserknapp sind und in den kommenden Jahren voraussichtlich noch wasserknapper werden werden.“
Das wegnehmen
Agrivoltaik kann Landwirten zugute kommen, die bestimmte Pflanzen an bestimmten Orten anbauen. Die Bedeutung der wissenschaftlichen Forschung besteht darin, festzustellen, wann und wo Sonnenkollektoren und die Landwirtschaft voneinander profitieren können. Landwirte sind sehr sensibel für Produktivität und Rentabilität. Besonders an Orten, die Dürrebedingungen und steigende Temperaturen während der Vegetationsperiode ausgesetzt sind, kann die Einführung von Agrivoltaik einigen Landwirten den Vorteil verschaffen, den sie benötigen, um in einer Welt zu überleben, in der der Klimawandel die traditionellen landwirtschaftlichen Praktiken unter Druck setzt.
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