NĂNG LƯỢNG

Hệ thống nông điện: thu năng lượng cùng với thức ăn

Hệ thống nông điện: thu năng lượng cùng với thức ăn


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Các mảng năng lượng mặt trời đặt trong các cánh đồng nông nghiệp có thể mang lại lợi ích cho cả sản xuất năng lượng và cây trồng. Những bộ này được gọi là hệ thống điện nông.

Năm 2008, J. David Marley, một kỹ sư sở hữu một công ty xây dựng ở Amherst, Massachusetts, đã có một ý tưởng. Anh ấy vừa hoàn thành việc xây dựng một mảng năng lượng mặt trời lớn trên nóc tòa nhà văn phòng ở trung tâm thành phố của mình.

Anh ấy đã học được rằng nhân công và nỗ lực để đặt nó ở đó đắt hơn nhiều so với việc anh ấy xây dựng mảng năng lượng mặt trời trên mặt đất.

Ở Massachusetts đông dân cư, đất trồng trọt tương đối hiếm và chỉ 10% thức ăn của nó là cây nhà lá vườn. Nếu bạn đặt các tấm pin mặt trời của mình trong một cánh đồng nông trại, Marley tự hỏi, liệu chúng sẽ làm gì với sản xuất lương thực?

Sau hơn một thập kỷ thử nghiệm, một nghiên cứu được viết vào tháng trước bởi 11 nhà khoa học đã cho chúng ta câu trả lời. Trong nhiều trường hợp, nông dân và nguồn cung cấp lương thực trong tương lai sẽ được hưởng lợi từ việc trang bị các tấm pin mặt trời trên cánh đồng của họ, đặc biệt là khi biến đổi khí hậu dẫn đến hạn hán và nhiệt độ cao hơn ở các khu vực nông nghiệp.

Nghiên cứu cho thấy cách lắp đặt tấm pin mặt trời thông thường có xu hướng làm tăng nhiệt. Các nhóm nhạc thường ngồi trên một chiếc giường rải sỏi trắng để che phủ thảm thực vật và phản chiếu ánh sáng mặt trời trở lại thành nhóm. Điều đó làm tăng nhiệt độ của nó và có thể giảm sản lượng điện từ 1% đến 3%.

Nghiên cứu lưu ý rằng động vật ăn cỏ và nhiều loại cây rau có thể được hưởng lợi từ bóng râm một phần dưới các tấm pin mặt trời. Ngoài ra, dòng điện tái tạo thu được tương đương với các loại cây trồng khác, mang lại cho nông dân thêm thu nhập và giảm lượng khí thải từ điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch.

Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL), một bộ phận của Bộ Năng lượng, đã hỗ trợ nhiều thí nghiệm trồng trọt bằng năng lượng mặt trời. Trong một tuyên bố gần đây, ông nói rằng vị trí đặt chung của các tấm pin mặt trời "có thể mang lại kết quả đôi bên cùng có lợi" trong nhiều lĩnh vực nông nghiệp.

Tháng trước, NREL đã giúp công bố nghiên cứu xuất hiện trên tạp chí Nature Sustainability với cái tên nặng nề "hệ thống nông điện". Đó là khái niệm đặt các tấm pin mặt trời trên các cánh đồng nông nghiệp đang hoạt động. Ông phát hiện ra rằng những thay đổi "tác động đến mọi khía cạnh của hoạt động thực vật" với ba loại cây lương thực khác nhau, thường là tốt hơn. Nghiên cứu dự đoán rằng lượng nước tiết kiệm được trong tương lai từ nước được sử dụng để tưới các vùng đất nông nghiệp khô hạn của Arizona, nơi các tác giả nghiên cứu đã thử nghiệm chúng với các loại cây trồng thông thường, sẽ là "đáng kể".

Jordan Macknick, một nhà nghiên cứu của NREL, người đã theo dõi các nghiên cứu về điện nông của cơ quan này kể từ khi họ bắt đầu vào năm 2010, cho biết có 25 thí nghiệm ở các địa điểm xa xôi trên khắp nước Mỹ, bao gồm chăn thả gia súc ở Colorado và trồng cà chua, khoai tây. và dưa không cần tưới ở Oregon. Những người khác bao gồm nuôi ong xung quanh những bông hoa được bảo vệ bởi các tấm pin mặt trời ở Minnesota và đặt các tấm pin mặt trời trên đầm lầy việt quất ở Massachusetts.

Macknick giải thích: “Chúng tôi giả định rằng đến năm 2030 sẽ có khoảng 3 triệu mẫu đất ở Hoa Kỳ được lắp các tấm pin mặt trời” cho các mục đích sản xuất nông nghiệp và năng lượng kết hợp.

Đã có những thử nghiệm từ đầu những năm 1980 ở Đức, Pháp và Nhật Bản. Họ ám chỉ về sự kết hợp có lợi giữa các tấm pin mặt trời và nông nghiệp, nhưng khi ông bắt đầu các thí nghiệm của mình ở Amherst vào năm 2008, Marley không biết gì về chúng.

Nhưng ông chắc chắn rằng các tấm pin mặt trời thông thường sẽ phải được thiết kế lại để trình bày cho nông dân. Sỏi phản quang nên được loại bỏ cùng với nền móng bê tông truyền thống và ống thép. Trong khi những cái chết thông thường nằm thấp so với mặt đất, Marley muốn nâng chúng lên tối thiểu 7 feet. Điều đó sẽ cung cấp đủ không gian cho động vật ăn cỏ, đồng thời cho phép máy kéo làm việc với các loại cây trồng trên bãi đất trống bên dưới.

Anne Marley đã từng nói điều này về chồng mình: Anh ấy là một người có kế hoạch và vội vàng làm điều gì đó về biến đổi khí hậu. “Anh ấy nghĩ chúng tôi đến muộn,” anh nói. "Chúng tôi đang chậm tiến độ, và thay vì chờ đợi chính phủ thực hiện, chúng tôi phải làm cho nó xảy ra."

NĂNG LƯỢNG PHIÊN BẢN THỰC PHẨM

J. David Marley đã thành lập một công ty, Hyperion Systems LLC, và phát triển quan hệ đối tác với Đại học Massachusetts, Amherst, nơi ông tốt nghiệp, để xây dựng một địa điểm thử nghiệm vào năm 2009. Ông đã hình dung ra các mảng có thể được xây dựng thành các cấu trúc cột gỗ có thể bị loại bỏ nếu nông dân muốn trồng thứ khác.

Các sắp xếp cao tới 15 feet để có chỗ cho việc trồng trọt và để mưa và tuyết chảy. Stephen Herbert, một nhà nông học tại trường đại học, đã giúp xác định khoảng cách tối ưu giữa các tấm để đủ ánh sáng mặt trời chiếu xuống mặt đất.

Herbert nhớ lại: “Điều này không xảy ra. Theo ông, tính kinh tế thuận lợi của việc kết hợp các tấm pin mặt trời với đồng cỏ cho gia súc và chăn thả cừu là "hiển nhiên". Đồng cỏ, chăn nuôi và sản xuất điện được hưởng lợi.

Marley, người sau đó đã được cấp bằng sáng chế cho các thiết kế và giành được khoản tài trợ 1,5 triệu đô la từ Bộ Giáo dục để dạy học sinh các trường kỹ thuật cách sử dụng mới đối với các hệ thống quang điện mặt trời, đã qua đời vào năm 2013. Herbert vẫn duy trì truyền thống trong các lớp học nông học của mình, giải thích cách các thí nghiệm dẫn đến nhiều loại rau, bao gồm cải xoăn, cải xoăn, rau diếp, đậu, bông cải xanh và ớt chuông, và điện tái tạo được trồng có lợi trên nhiều mảnh đất khác nhau ở Massachusetts.

Như Herbert giải thích, các chính phủ sẽ phải tham gia nhiều hơn và đưa ra quyết định về cách sử dụng hệ thống mới, nếu không khí hậu ấm hơn sẽ buộc nông dân “lấy đất làm mất năng suất trong khi tăng số người đói. ”.

“Tôi nói với những người trẻ rằng đó là tương lai của họ, không phải là của tôi. Họ sẽ phải xem xét chính trị một cách nghiêm túc, ”ông nói.

Các chính phủ chắc chắn đã tham gia nhiều hơn. Kể từ năm 2017, Bộ Năng lượng và Tài nguyên Nông nghiệp Massachusetts đã phải vật lộn với chương trình tài trợ khuyến khích nông dân thử năng lượng tái tạo. Đồng thời, chương trình cố gắng hạn chế các công ty bán mảng và năng lượng mặt trời tiếp quản quá nhiều đất nông nghiệp.

Năm 2017, Massachusetts đặt mục tiêu đạt 1.600 MW năng lượng mặt trời vào năm 2020, nhưng áp đặt giới hạn nhằm bảo vệ đất canh tác. Năm mươi phần trăm diện tích đất của một trang trại phải tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Hiện nhà nước có kế hoạch bổ sung thêm 800 MW và đang xem xét đề xuất cung cấp cho nông dân mức giá điện thấp hơn nếu họ tiếp tục mở rộng diện tích theo thỏa thuận.

Nhiều nông dân muốn tham gia vào chương trình hơn và một số người ủng hộ ngành năng lượng mặt trời đang thúc đẩy sản xuất 4.800 MW. Họ muốn tiếp cận nhiều hơn với đất nông nghiệp để mang lại tỷ lệ năng lượng tái tạo cao hơn cho các cộng đồng lân cận. Herbert tin rằng tỷ lệ đất nông nghiệp không có tấm pin mặt trời có thể giảm nhẹ xuống dưới 50% và vẫn có ý nghĩa kinh tế đối với nông dân. Ngoài ra, ông cho rằng đất nông nghiệp hiện có nên được bảo tồn để trồng các loại cây truyền thống chứ không phải để tăng điện.

Lúc này chương trình đang chờ nhà nước viết quy định mới; chúng dự kiến ​​sẽ được phát hành vào tháng Hai.

Trong khi đó, mối quan tâm đến nông nghiệp nông nghiệp tiếp tục lan rộng. Chương trình DOE đã giữ lại công ty của Marley, Hyperion, làm đối tác vào năm 2015 và có kế hoạch thành lập một địa điểm thử nghiệm mới ở Puerto Rico. Đất đang được sử dụng để chăn nuôi bò và trồng cà phê.

Cố vấn cho dự án đó sẽ là Jake Marley, con trai của David Marley và người quản lý mới của Hyperion. Ông cho biết chương trình DOE, được gọi là InSPIRE để "chuẩn bị địa điểm sáng tạo và giảm tác động môi trường", phản ánh cách tiếp cận bảo thủ của cha ông trong việc sử dụng đất nông nghiệp. Jake Marley nói: “Mục tiêu chính của họ là không lấy đất sản xuất ra. "Ông ấy tin vào việc sản xuất lương thực đầu tiên và năng lượng thứ hai."

Ý tưởng ban đầu là sản phẩm của hai nhà khoa học ở Đức vào năm 1981. Họ đã sản xuất một bài báo có tên "Kartoffeln Unterm Kollektor" ("Khoai tây dưới tấm pin") lần đầu tiên cho thấy kinh tế nông nghiệp có thể hoạt động như thế nào với các tấm pin mặt trời.

Ý tưởng này đã lan rộng khắp thế giới và Macknick, nhà nghiên cứu của NREL, cho biết nó sẽ dẫn đến nhiều đổi mới hơn, bao gồm một số công ty ở Ấn Độ đang lên kế hoạch treo các tấm pin mặt trời trên các kênh thủy lợi để sản xuất điện và giảm sự bốc hơi của nước. tưới quý cùng thời.

Ông nói rằng có nhiều đổi mới hơn đang được tiến hành ở Mỹ, nơi các công ty đang nghĩ đến việc sử dụng các tấm pin mặt trời mờ để đón nhiều ánh sáng mặt trời hơn và xây dựng các nhà kính năng lượng mặt trời điện để kết hợp sản xuất điện và nhà máy. Cà chua và mật ong “chạy bằng năng lượng mặt trời” đang được bán tại các chợ nông sản.

Thử nghiệm vẫn tiếp tục. Macknick nói: “Sẽ có rất nhiều sự thèm muốn đối với điều này ở các quốc gia nhỏ hoặc những quốc gia không có nhiều đất canh tác. "Ở đó bạn sẽ thấy rất nhiều xung đột giữa thực phẩm và năng lượng, và có những cách bạn có thể giúp giảm thiểu chúng."

"Nhưng vẫn còn nhiều câu hỏi mở về cách phát triển quyền này", ông nói thêm.


Video: Cái giá của cách mạng - 09102020 (Tháng BảY 2022).


Bình luận:

  1. Iapetus

    Khá là một điều buồn cười

  2. Votilar

    Tôi xem xét, rằng bạn đang nhầm lẫn. Tôi đề xuất để thảo luận về nó. Gửi email cho tôi tại PM, chúng tôi sẽ nói chuyện.

  3. Kirr

    Congratulations, what are the right words ... great thought



Viết một tin nhắn