Pertanian Agrivolta: Jawapan kepada Pengeluaran Makanan & Tenaga?

2022 telah penuh dengan berita mengenai perubahan iklim dan krisis tenaga, yang merupakan hasil daripada perubahan iklim (dan unsur-unsur lain). Terima kasih kepada dua peristiwa negatif ini, kos meningkat dan keperluan semakin meningkat untuk lebih banyak tanah semula jadi yang dipenuhi dengan lebih banyak pokok. Walau bagaimanapun, dengan peningkatan populasi global untuk diberi makan, tanah semakin dibersihkan untuk pertanian dan pertanian - hutan hujan Amazon adalah contoh utama.

Isu kekurangan tanah untuk kedua-dua pertanian dan landskap liar, ditambah dengan keperluan untuk lebih sumber tenaga boleh diperbaharui untuk membekalkan kuasa yang sangat diperlukan, telah membawa kepada penyelesaian yang menarik - pertanian agrivolta.

Jadual Kandungan
Apakah agrivoltaics? Definisi dan sejarah agrivoltaics
Kelemahan dan faedah Agrivoltaics
Apakah pilihan pemasangan untuk agrivoltaics?
Adakah terdapat geran agrivoltaik?
Kesimpulan

Apakah agrivoltaics? Definisi dan sejarah agrivoltaics

Agrivoltaics, daripada "agri" untuk pertanian dan "voltaics" untuk pengeluaran tenaga, ialah gabungan kedua-dua elemen ini untuk tenaga dan pengeluaran makanan yang saling menguntungkan di satu tempat.

Contoh mudah agrivoltaics ialah meletakkan biri-biri ke padang rumput di ladang yang penuh dengan panel solar. Di sini, biri-biri mendapat manfaat daripada teduhan (yang turut membantu menghentikan rumput daripada menjadi coklat terlalu cepat), dan penternak suria mendapat manfaat daripada biri-biri yang memendekkan rumput untuk sebahagian kecil daripada bayaran untuk pekerja dengan mesin pemotong rumput — terutamanya dengan peningkatan kos bahan api.

Agrivoltaics mula mengambil bentuk fizikal apabila Byron Kominek, seorang petani jerami dari Colorado USA, menyedari bahawa ladang keluarganya tidak lagi memperoleh wang yang cukup untuk menyara keluarga. Kominek juga menyedari krisis tenaga dan desakan untuk tenaga boleh diperbaharui. Dia mendekati kerajaan tempatan dan mengemukakan idea - untuk menyewakan ladangnya ke negeri ini untuk panel solar sambil mengekalkan tanah di bawahnya untuk pertanian.

Akhirnya, dengan bantuan daripada penyelidik di Colorado State University dan Makmal Tenaga Boleh Diperbaharui Kebangsaan, Kominek dapat memasang lebih 3,000 panel solar, dengan ruang yang cukup antara setiap satu untuk memandu traktornya, dan menggunakan tanah di bawah panel solar untuk menanam sayur-sayuran.

Terima kasih kepada teduhan terputus-putus dari panel suria, air menyejat lebih sedikit, bermakna sayur-sayuran mendapat manfaat dan kurang air diperlukan. Selain itu, penyejatan air yang kekal membantu menyejukkan udara di sekeliling panel solar sehingga 12 darjah, bermakna panel yang lebih cekap dengan peningkatan pengeluaran kuasa.

Kejayaan Kominek bermakna menyelamatkan ladangnya dan revolusi dalam industri pertanian dan tenaga boleh diperbaharui. Hari ini, pertanian boleh digabungkan dengan kincir angin, solar, dan lain-lain tenaga bersih pembekal. Pasaran Agrivoltaik Global dijangka berkembang pada CAGR sekitar 38% dari 2022 untuk 2027.

Kelemahan dan faedah Agrivoltaics

Faedah agrivoltaics

– Memaksimumkan potensi tenaga suria: Menurut mengkaji, permintaan tenaga global boleh diimbangi oleh pengeluaran elektrik suria walaupun kurang daripada 1% daripada tanah tanaman telah ditukar kepada sistem agrivolta. Ini bukan sahaja disebabkan oleh kesan peningkatan kecekapan daripada penyejatan air yang lebih rendah di tanah ladang, tetapi juga kerana jumlah tanah yang lebih tinggi digunakan — kerana tanah ladang boleh digunakan secara serentak untuk penjanaan tenaga.

– Meningkatkan kualiti tanah dan pengeluaran tanaman: Teduh yang disediakan oleh panel solar fotovoltaik (PV). bermakna tanah mengekalkan lebih banyak kelembapan. Penyelidikan Barron-Gafford menunjukkan air boleh dikekalkan sehingga beberapa tumbuhan boleh tumbuh di padang pasir Arizona. Yang serupa mengkaji mendapati bahawa dalam keadaan ini, lada dan tomato memerlukan 50% dan 30% kurang air, masing-masing, untuk berkembang maju. Saiz dan kedudukan panel melindungi tumbuhan daripada haba yang berlebihan dan cuaca yang teruk, seperti angin kencang dan hujan lebat — yang semakin penting kerana perubahan iklim. Agrivoltaics, oleh itu, bermaksud tanah yang lebih sihat dan tanaman yang menghasilkan hasil yang lebih tinggi sepanjang tahun.

– Meningkatkan keuntungan petani: Terima kasih kepada penggunaan dua kali tanah mereka, agrivoltaics bermakna petani boleh mendapat manfaat daripada aliran hasil berganda, pada masa yang sama melindungi planet ini dan menangani kekurangan tanah. Menurut NREL, lebih daripada 2 juta ekar tanah ladang AS boleh berpindah ke solar dalam dekad yang akan datang - ini sangat banyak industri yang semakin berkembang. Di samping itu, pekerja di kawasan ini akan mempunyai lebih banyak naungan, dengan itu mengurangkan kecederaan pekerja dan terlalu panas.

Kelemahan agrivoltaics

- Harga tinggi: Modal awal yang diperlukan untuk memasang sistem agrivolta kekal sangat tinggi. Dalam kes Kominek, dia bertaruh seluruh ladang keluarganya pada projek itu.

– Pusingan tanaman: Ia diperlukan untuk memastikan hasil tinggi yang berterusan dan kesihatan tanah, dan akibatnya (disebabkan oleh tahap penyejatan air) produktiviti sistem PV. Ini bermakna memastikan jenis tumbuhan yang berbeza digunakan selama bertahun-tahun. Walau bagaimanapun, pada nota positif kepada "con" ini, penggiliran tanaman meningkatkan kepelbagaian flora dan bermakna tanah yang lebih sihat, yang memberi manfaat kepada semua orang.

- Masih dalam pembangunan: Oleh kerana kebaharuan relatif agrivoltaics, kaedah dan tanaman yang ideal masih diuji. Ini bermakna banyak jenis tanaman masih perlu diuji dengan sistem ini. Di samping itu, kebaharuan itu bermakna ramai petani masih tidak menyedari faedahnya, menyebabkan pengurangan penggunaan.

– Kos tambahan: Sebagai tambahan kepada modal pelaburan awal untuk panel PV, syarikat agrivolta dan petani menghadapi beberapa kos yang kurang jelas. Ini termasuk kos penyelenggaraan, seperti menggantikan panel apabila mereka mencapai umur tertentu, serta membeli bateri solar dan keselamatan untuk melindungi mereka daripada kecurian. Walau bagaimanapun, walaupun ini dianggap sebagai salah satu kelemahan agrivoltaik, hasil daripada penjanaan elektrik dan tanaman harus menampung kos ini.

Apakah pilihan pemasangan untuk agrivoltaics?

Agrivoltaics boleh dipasang di tempat yang berbeza - dari ladang dan taman hingga pencakar langit:

– Ladang agrivoltaics: Mereka menggunakan ruang pertanian luar, memberikan a utiliti berganda ladang. Ini boleh bermakna meragut haiwan dan memasang panel PV atau turbin angin, atau mempunyai hasil tanaman pertanian yang tumbuh di bawah naungan panel PV. Kini terdapat syarikat biri-biri agrivoltaics, seperti Solar Sheep, yang menyewakan biri-biri mereka untuk meragut di ladang suria.

– rumah hijau Agrivoltaics: Kaedah ini meliputi kaca rumah hijau dengan panel solar. Masih dalam peringkat perkembangannya, penyelidik Sepanyol sedang melihat ke dalam panel PV kaca lutsinar. Ideanya, kerana beberapa cahaya sudah pasti akan hilang, adalah untuk menyediakan sistem PV yang mengurangkan kadar fotosintesis bersih tahunan sehingga 10%, dengan hanya memberi kesan kecil pada hasil tanaman.

– Agrivolta atas bumbung: Agrivoltaics atas bumbung akan menjadi pengubah permainan untuk pertanian bandar, kerana ia merujuk kepada pemasangan panel solar di kawasan atas bumbung pertanian. Ini bermakna lebih banyak penjanaan tenaga boleh diperbaharui lebih dekat kepada pengguna akhir — bermakna jarak perjalanan yang lebih singkat. Selain itu, ini bermakna penggunaan ruang yang lebih baik. Menggunakan agrivolta di atas bumbung, syarikat agrivoltaik telah ditunjukkan bahawa salad tumbuh dengan daun yang lebih besar dan menggunakan lebih banyak karbon. Walau bagaimanapun, ia akan mengambil sedikit masa sebelum semua hasil tanaman boleh diuji.

Adakah terdapat geran agrivoltaik?

Jika anda berminat untuk menyelidik agrivoltaics, membentuk syarikat agrivoltaic, atau menubuhkan rumah hijau agrivoltaics, ladang agrivoltaics, atau juga projek agrivoltaics atas bumbung, anda mungkin mendapat sokongan kewangan untuk memulakan anda.

– Agrivoltaics di AS berjalan lancar, dengan Pejabat Teknologi Tenaga Suria (SETO) Jabatan Tenaga AS (JAS) mengumumkan USD 8 juta dalam pembiayaan untuk projek yang mengkaji bagaimana agrivoltaics boleh meningkatkan dan menyediakan peluang ekonomi baharu kepada petani (ladang agrivoltaic), komuniti luar bandar (agrivoltaic atas bumbung), dan industri solar.

– Suruhanjaya Eropah mempunyai pelbagai geran yang tersedia untuk pembangunan dalam bidang pertanian, yang mana syarikat agrivoltaik boleh memohon untuk. Negara-negara Eropah juga menawarkan geran secara individu, seperti Itali EUR 1.2 juta geran agrivoltaics.

– Australia menawarkan geran untuk penyelesaian cekap tenaga — payung di mana agrivoltaik jatuh. Di New South Wales, sebuah sekolah tinggi pertanian menerima AUD 180,000 daripada Projek Penyelesaian Kecekapan Tenaga DPI NSW untuk membantu memulakan program agrivoltaiknya. Ini menunjukkan bahawa ia berbaloi untuk memohon geran daripada kerajaan serantau dan juga negara.

– Kementerian Pertanian, Perhutanan dan Pengurusan Air Serbia menawarkan EUR 38 juta untuk kemudahan pertanian yang berdaya saing di negara ini, termasuk agrivoltaics.

Sebagai tambahan kepada perkara di atas, banyak wilayah lain menyaksikan peningkatan minat dalam agrivolta, antaranya India and Afrika. Walau bagaimanapun, walaupun optimis awal untuk a peningkatan dalam agrivoltaics di China, pegawai kerajaan kini sedang mempertimbangkan mengharamkan agrivoltaics dalam bercucuk tanam kerana bimbangkan hasil tanaman yang berkurangan di negara berpenduduk tinggi.

Kesimpulan

Sistem agrivolta sedang merevolusikan pertanian dan penjanaan tenaga boleh diperbaharui, dengan agrivoltaik atas bumbung mewujudkan penggunaan berganda untuk ruang bandar yang sangat berharga di bandar, dan ladang agrivolta dan rumah hijau agrivolta melakukan perkara yang sama untuk kawasan luar bandar. Dengan pelbagai kajian yang menunjukkan faedah kaedah pertanian ini, termasuk hasil tanaman yang lebih tinggi, penjanaan elektrik yang lebih cekap, penggunaan air yang dikurangkan, dan tanah yang lebih sihat, adalah jelas bahawa sistem agrivolta perlu dilaksanakan pada skala yang lebih luas daripada sekarang.

Kaedah ini masih agak baru, walau bagaimanapun, bermakna penyelidikan masih perlu dilakukan tentang cara untuk memaksimumkan hasil tanaman dan penjanaan elektrik dengan cara yang bermanfaat kepada petani, serta kepada tanah dan haiwan. Syukurlah, kerana ini akan menjadi proses yang mahal, wilayah seperti AS dan Eropah mendahului dalam mewujudkan geran agrivolta. Walau bagaimanapun, lebih banyak wilayah perlu menyertai jika penambahbaikan dilakukan pada kadar yang cukup pantas untuk menangani perubahan iklim dan krisis tenaga.