Cultivarea într -un climat dur
Matricile solare pot umbri culturile de la soare, în timp ce umiditatea răcește panourile pentru a -și crește productivitatea.
Voluntari cu lucrările naționale de laborator de energie regenerabilă la Jack’s Solar Garden din Longmont, Colorado. Credit: Bryan Bechtold/NREL
Acest articol a apărut inițial pe În interiorul știrilor climaticeo organizație de știri nonprofit, non-partizană care acoperă climatul, energia și mediul înconjurător. Înscrieți -vă la newsletter -ul lor Aici.
„Am primit Basilul părăsește dimensiunea palmei tale”, a spus cercetătorul Universității din Arizona, Greg Barron-Gafford, descriind unele dintre beneficiile pe care el și echipa sa le-au văzut agricultură sub panouri solare în deșertul Tucson.
De 12 ani, Barron-Gafford a investigat Agrivoltaics, integrarea tablourilor solare în terenurile agricole de lucru. Această practică implică cultivarea culturilor sau a unei alte vegetații, cum ar fi plantele prietenoase cu polenizatorul, sub panouri solare și uneori pășunarea animalelor în această verdeață. Deși un concept relativ nou, cel puțin 604 de site -uri agrivoltaice au apărut în Statele Unite, potrivit Openei.
Cercetătorii precum Barron-Gafford consideră că, pe lângă generarea de energie electrică fără carbon, Agrivoltaics ar putea oferi o rază de speranță pentru agricultură într-un sud-vest din ce în ce mai cald și mai uscat, întrucât umbra creată de aceste sisteme s-a constatat că scade nevoile de irigare și elimină stresul de căldură asupra culturilor. În plus, efectele de răcire ale plantelor în creștere sub tablouri solare pot face de fapt panourile să funcționeze mai bine.
Dar rămân provocări, inclusiv atitudinile unor fermieri cu privire la practică și dificultăți de finanțare.
Depășind un conundru climatic
În timp ce energia electrică regenerabilă din surse precum panourile solare este una dintre cele mai frecvent prezentate soluții energetice pentru a ajuta la reducerea poluării cu carbon care determină schimbările climatice, climatul de încălzire în sine îngreunează pentru a-și face treaba solară, a spus Barron-Gafford. El a explicat o temperatură optimă de funcționare pentru panouri este de aproximativ 75 ° Fahrenheit. Dincolo de aceasta, orice creștere a temperaturii reduce eficiența celulelor fotovoltaice.
„Puteți vedea rapid cum această soluție pentru schimbarea climatului nostru de trecere la mai multă energie regenerabilă este în sine sensibilă la climatul în schimbare”, a spus el.
Această problemă este deosebit de pertinentă în sud -vest, unde temperaturile calde din punct de vedere istoric cresc constant. Tucson, de exemplu, a înregistrat o record record de 112 zile de căldură cu trei cifre în 2024, conform datelor privind serviciul meteorologic național și a serviciului național și a Agenția SUA pentru Protecția Mediului Rapoarte că fiecare parte a sud-vestului a înregistrat temperaturi medii mai mari între 2000 și 2023, comparativ cu media pe termen lung, de la 1895 până în 2023.
Cu toate acestea, plantarea vegetației sub panouri solare – ca opusă metodei mai tradiționale de a așeza tablourile solare pe un teren oarecum stearpă – poate ajuta la răcirea lor. Într-un set de experimente, echipa lui Barron-Gafford a constatat că plantarea cilantro, roșiilor și ardeilor sub tablouri solare a redus temperatura suprafeței panourilor cu aproximativ 18 grade Fahrenheit. Acest lucru se datorează faptului că plantele eliberează umiditate în aer în timpul procesului de respirație, în care fac schimb de oxigen pentru dioxid de carbon.
„Această putere invizibilă a apei care ieșea din plante a răcit de fapt panourile solare”, a spus Barron-Gafford.
Aruncând umbră
În timp ce Barron-Gafford a spus că unii l-au râs când a propus pentru prima dată ideea de a crește culturi la umbra panourilor solare, acest scut de soare adăugat îi poate ajuta de fapt să crească mai bine, mai ales în sud-vest, unde mulți grădinari din curte folosesc deja cârpe de umbră pentru a-și proteja grădinile de căldura aprinsă.
„Mulți oameni nu înțeleg asta în Colorado și în mare parte din Occident, majoritatea plantelor obțin prea multă lumină solară”, a spus Byron Kominek, proprietarul/managerul Grădinii Solare a lui Jack din județul Boulder, Colorado, care a început să implementeze Agrivoltaics în 2020. „A avea o nuanță este un beneficiu pentru ei.”
Jack’s Solar Garden a integrat 3.276 de panouri solare pe aproximativ patru acri de terenuri agricole, cultivate culturi precum verdeață și roșii. Meg Caley cu Sprout City Farms, un nonprofit care ajută la îndatoririle agricole la Grădina Solară a lui Jack, a spus că au reușit să producă coaja elvețiană „dimensiunea torsului tău”.
„Verzii devin uriași”, a spus ea. „Trebuie să le tăiați pentru a le încadra în frigider.”
Ea a adăugat că nuanța pare să îmbunătățească aroma legumelor și le împiedică să se prindă, atunci când plantele produc prematur flori și semințe, îndepărtând energia departe de creșterea frunzelor sau a rădăcinilor.
„Plantele atunci când sunt stresate pot avea mai mult o aromă amară”, a explicat ea. “Deci, arugula pe care o creștem nu este la fel de amară sau picantă. Este mai dulce. Și spanacul este mai dulce.”
Barron-Gafford și echipa sa văd același lucru în Arizona, unde cresc o varietate de produse precum fasole, anghinare, cartofi, kale și busuioc.
„Am crescut cu 30 de plus diferite tipuri de lucruri pe diferite ierni umede și ierni uscate și veri excepțional de calde, veri uscate, medii sau apropiate de vara medie”, a spus el despre culturile cu umbră solară. „Și în tot ceea ce am făcut, am văzut o producție egală sau mai mare aici, în sud -vest, mediile de teren uscat, unde beneficiază cu adevărat să obții o nuanță.”
Ca și în Colorado, unele dintre aceste culturi cresc până la proporții epice.
“L-am făcut pe Bok Choy de dimensiunea unui copil mic”, a spus Barron-Gafford.
Toată această nuanță oferă un alt beneficiu important într-un sud-vest de secetă-cerințe ale apei ușoare pentru culturi. Deoarece lumina solară mai puțin directă lovește solul, scade rata de evaporare, ceea ce înseamnă că apa rămâne în sol mai mult timp după irigare. Barron-Gafford și echipa sa au condus experimente în ultimii șapte ani sau cam așa ceva pentru a vedea cum se joacă acest lucru cu diferite culturi într-un cadru agrivoltaic.
„Care este rata de evaporare sub ceva care este mare și stufoasă, precum o plantă de fasole sau cartofi față de ceva mai subțire deasupra solului, ca un morcov?” este una dintre întrebările Barron-Gafford a spus că au încercat să răspundă. „În cea mai mare parte, aș spune că suntem capabili să ne reducem irigarea cu mai mult de jumătate.”
Aceștia fac parteneriat cu Jack’s Solar Farm pentru cercetarea apei din Colorado și au găsit până acum rezultate similare acolo.
Această nuanță are un alt beneficiu într -o lume de încălzire – în stare de muncă. Bolile legate de căldură reprezintă o preocupare din ce în ce mai mare pentru persoanele care lucrează afară și una recentă studiu Schimbările climatice prezise vor cvadruplează expunerea lucrătorilor în aer liber din SUA la condiții de căldură extremă până în 2065.
Dar, cu tablouri solare în câmpuri, „Dacă vă planificați cu atenție ziua, puteți lucra la umbră”, un factor care poate ajuta la creșterea siguranței lucrătorilor în zilele călduroase, a spus Caley.
Clearinghouse Agrisolar a efectuat citiri ale temperaturii pielii sub panouri solare și soare complet la o serie de site -uri din Statele Unite, găsind o scădere a temperaturii pielii de 15,3 ° în bolovan și 20,8 ° în Phoenix.
„Nu știu ce ține viitorul”
În ciuda avantajelor agrivolicii, costul în avans al achiziționării unui tablou solar rămâne o barieră pentru fermieri.
„Odată ce oamenii văd potențialul agrivolicii, te confrunți cu următoarea provocare, care este cum finanțați pe cineva care intră în acest lucru pe site -ul lor?” A spus Barron-Gafford. „Și în funcție de cantitatea de capital sau de acces la capitalul pe care îl are un fermier, veți primi un răspuns sălbatic diferit.”
În timp ce cheltuielile depind de dimensiunea instalației, un sistem de 25 de kilowati ar necesita un cost în avans de aproximativ 67.750 USD, potrivit Clearinghouse Agrisolar. Pentru comparație, dimensiunea mediană a unui tablou solar rezidențial în 2018 a fost de aproximativ 6 kW, a declarat organizația, ceea ce ar costa în jur de 16.260 de dolari pentru instalare.
Kominek a declarat că costul inițial total al implementării unei configurații agriviltaice de 1,2 megawatt a capacității la ferma sa din Colorado a fost de aproximativ 2 milioane de dolari, dar că investiția a dat rezultate. Pe lângă veniturile pe care le câștigă din agricultură, toată energia produsă de tablouri este vândută clienților din comunitate printr -o companie locală de utilități, câștigând banii fermei.
Energia rurală pentru America Programul a fost o resursă pentru fermierii interesați de agrivoltaics, oferind împrumuturi și subvenții pentru a ajuta la instalarea solară. Cu toate acestea, nu este clar modul în care acest program va merge mai departe pe fondul reducerilor federale de cheltuieli federale.
Între timp, unele dintre programele federale de finanțare pe care s-a bazat Barron-Gafford s-au oprit brusc, a spus el, punându-și cercetările în pericol. Dar, pe măsură ce sprijinul federal se usucă, unele state se încarcă cu propriile lor oportunități de finanțare pentru a dezvolta proiecte solare din domeniul fermei. De exemplu, Colorado Grant de cercetare și demonstrație agrivoltaice Oferă bani pentru demonstrații de agriviltaice, proiecte de cercetare și campanii de informare.
Există și alte provocări. Caley, de exemplu, a spus că agricultura în jurul panourilor solare este asemănătoare cu a lucra într -un „curs de obstacole”. Ea și echipa ei, care lucrează mai ales manual, au găsit modalități de a lucra în jurul lor fiind conștienți de împrejurimile lor, astfel încât să nu se ciocnească accidental cu panourile sau să le lovească cu instrumentele lor. Acest loc de muncă este, de asemenea, mai ușor, deoarece Kominek a investit între 80.000 și 100.000 USD pentru a ridica panourile fermei sale, ceea ce permite mai bine animalelor, culturilor mai înalte și echipamentelor agricole să funcționeze dedesubt.
Totuși, a 2025 Studiul Universității din Arizona Acea intervievat fermierii și oficialii guvernamentali din județul Pinal, Arizona, a constatat că o serie dintre ei au pus sub semnul întrebării compatibilitatea agrivolicii cu agricultura pe scară largă.
“Cred că este o idee grozavă, dar singurul lucru … nu ar fi eficient din punct de vedere al costurilor … totul cu forța de muncă și costul tuturor, combustibil, tractoare, aproape că trebuie să fie super mare … să facă cât mai puțin cu cât mai puțin de oameni”, a declarat un fermier.
Mulți fermieri sunt, de asemenea, de solar, îngrijorător că agriviltaicii ar putea scoate din uz terenuri agricole, să -și afecteze operațiunile actuale sau să deterioreze solurile.
Aceste temeri au fost amplificate de inițiative mai mari la scară de utilități, cum ar fi Proiectul solar planificat de Oak Run din Ohio, un proiect de 800 megawatt care va include 300 de megawati de depozitare a bateriei, 4.000 de acri de culturi și 1.000 de oi de pășunat în ceea ce va fi cel mai mare agrivoltaice din țară până în prezent. Opozanții proiectului se îngrijorează de impactul său vizual și de pierderea potențială a terenurilor agricole.
Un încredere americană de teren agricol studiu a constatat că fermierii din Colorado ar prefera ca proiectele solare la scară de utilități să fie amplasate pe terenuri agricole mai puțin productive sau subutilizate, mai degrabă decât pe terenuri extrem de productive sau agricole. De asemenea, aceștia și -au exprimat îngrijorarea pentru impactul potențial negativ pe care proiectele solare l -ar putea avea asupra productivității fermei și a sănătății terenului, inclusiv a calității solului.
Unii fermieri își fac griji, de asemenea, că panourile solare ar putea scurge metalele în pământ, contaminând culturile lor, a spus Barron-Gafford. Dar, în timp ce sistemele agrivoltaice sunt reunite într -un mod care face ca acest lucru să fie foarte puțin probabil, nu există niciun motiv să nu adăugați studii de eșantionare a solului în munca pe care o fac pentru a -i asigura pe fermieri, a adăugat el.
Și avocații agrivoltaici spun că practica ar putea îmbunătăți efectiv sănătatea solului prin reducerea eroziunii, crescând cantitatea de materie organică și îmbunătățind biologia solului cu condiții mai reci și mai umede.
„Îmi doresc ca mai mulți oameni să petreacă timp ascultând oamenii pe teren și oamenii care se confruntă cu aceste tranziții”, a adăugat Barron-Gafford. „Pentru că înțelegeți mai mult în acest fel în ceea ce privește motivațiile sau preocupările lor de fapt.”
„Nu trebuie să alegem”
În timp ce Caley înțelege preocupările fermierilor, ea consideră agriviltaice ca o modalitate pentru ei de a menține terenurile agricole în producție, beneficiind, de asemenea, de electricitate solară.
„Tensiunea într -o mulțime de comunități pare a fi Că oamenii nu vor să vadă terenuri agricole scoase din producție pentru a aduce o fermă solară ”, a spus ea.„ Ideea aici este că nu trebuie să alegem. Putem avea ambele. ”
Kominek încurajează oamenii să se gândească cum vor arăta peisajele și climatul nostru în următorii 20-30 de ani, adăugând că, în partea sa din Colorado, nu este decât să devină mai cald și mai uscat, făcând Agrivoltaics o soluție inteligentă pentru agricultură și producția de energie curată.
„Comunitățile din întreaga lume trebuie să -și dea seama ce schimbări trebuie să facă acum pentru a ajuta oamenii să se adapteze la ceea ce vor fi climele și peisajele noastre în viitor”, a spus el. „Agrivoltaics este un instrument de adaptare climatică care va beneficia de orice comunitate în care aceste sisteme sunt construite pe măsură ce trec decenii.”
