Einige Ideen entstehen über Nacht, während andere langsamer verwurzelt sind und darauf warten, dass die richtigen Bedingungen gedeihen.
Agrovoltaics ist ein System von Solarpaneelen und Nahrungspflanzen, die auf dem gleichen Grundstück nebeneinander existieren, das zu der letzteren Kategorie gehört. Adolf gotzberg, Adolf goetzberger, Gründer des Fraunhofer-Instituts für Solar Anlagen, und Amin zastro (Armin Zastrow) haben dieses Konzept 1981 vorangetrieben. Damals war Photovoltaik-Strom teuer und Computer waren selten zu sehen. So studierten Sie die Gleichungen für Dual-Use-Systeme auf dem programmierbaren Taschenrechner und veröffentlichten ein Papier namens Kartoffeln unterm Kollektor (die Kartoffel unter der Tafel)-Adolf gotzberg wies später darauf hin, dass dies ein sehr leicht zu akzeptierter Grund sei,
Denn Kartoffeln wachsen in etwas Schatten besser. 35 Jahre später scheint die Welt bereit für Ihre Ideen zu sein. Seit 2010 ist der Preis für Solarpaneele um mehr als 50% eingebrochen-viele Landwirte finden es lukrativer, Ernten unter riesigen Solar Arrays anzubauen. Für jeden Landwirt ist diese Veränderung von wirtschaftlicher Bedeutung.
Aber Sie hat nach und nach ein Spiel aufgebaut, das die globale Ernährungssicherheit untergraben könnte. Agrovoltaics ist ein Ausweg aus der Not. Das heißt, wenn Sie den unersättlichen Appetit der Welt auf Nahrung und Energie befriedigen kann. Es gibt eine zentrale Frage: können Landwirte die gleiche Nahrungsmittelproduktion unter Solarzellen erhalten?
Eine wachsende Zahl von Studien hat gezeigt, dass Sie es können. Zu viele Schatten können ernten Schaden, zu wenig Strom Schaden anrichten.
Der richtige Abstand zwischen Sonnenkollektoren und die Neigung des Arrays sind der Schlüssel, um die richtige Kombination aus Strom und Ernte zu erhalten. Im 2010 gründeten Christian Dupraz und seine Kollegen vom nationalen landwirtschaftsinstitut in Frankreich den ersten landwirtschaftlichen Forschungsbetrieb in der Nähe von Montpellier. Sie pflanzten zwei Ernten in ausreichendem Sonnenlicht, während die andere eine Standard Dichte Photovoltaik-Array benutzte-eine Batterie, die den meisten Strom erzeugte.
Die dritte Staffel wächst unter einem halben Dichte-Array, das mehr Licht durch die Sonnenkollektoren passieren lässt. Am Ende der drei Wachstums Saison haben die Ernten, die unter voll Dichte Platten gepflanzt wurden, fast 50% ihrer Produktivität verloren. Das ist nicht besonders verwunderlich.
Bemerkenswert ist, dass die Pflanzen unter der halb dichten Platte ebenso fruchtbar und sogar mehr sind als die Pflanzen unter voller Sonneneinstrahlung. So erklärt der Forscher hélènemarrou, dass sich Salat durch die Erhöhung der Blatt Größe an das niedrige Licht anpasst. Sie schrieb auch in einem 2013 Papier, dass in einer wärmeren Welt die Wasserversorgung knapp sein könnte und schattige Pflanzen unter Solarpaneelen die Wassernachfrage senken könnten. "Wir haben in diesem Experiment gezeigt, dass die Verwendung von PvP (Photovoltaik-Strom Anlagen) zur Abdeckung von bewässerten Gemüsekulturen 14% bis 29% des Verdunstungs Wassers einsparen kann, abhängig von der Höhe des erzeugten Schattens und dem Anbau von Nutzpflanzen.
' Zu viel Schattierung kann ernten Schaden, zu wenig Schäden an der Stromerzeugung.
Der richtige Abstand zwischen Sonnenkollektoren und die Neigung des Arrays sind der Schlüssel, um die richtige Kombination aus Strom und Ernte zu erhalten. Auf der Grundlage französischer Forschungsergebnisse haben deutsche Forscher des Fraunhofer-Instituts Adolf gotzberg (Adolf goetzberger) begonnen, über die Machbarkeit von großflächigen Betriebsabläufen zu diskutieren. Auf einem Drittel des Ackerlandes in der Nähe des Bodensees installierten Sie 720 doppelseitige Solarpaneele-das heißt, Sie konnten Licht von oben und unten erfassen.
In Frankreich sind Ihre Panel Halterungen jedoch hoch vom Boden entfernt, so dass das meiste Tageslicht die Ernte erreichen und große landwirtschaftliche Geräte unter dem Array bewegen können. Im September 2016 verbanden die Forscher die Solar Testanlage ans Netz und pflanzten Winterweizen, Sellerie, Kartoffeln und Klee unter das Array.
Nach dem ersten Jahr lag die Gesamtleistung von Lebensmitteln und Strom um 60 Prozent höher als die alle zwei Quadratmeter geernteten Lebensmittel und Elektrizität. Im Vergleich zu dem Klee, der in der Sonne wächst, ist der Klee der beste, und die Produktivität sinkt nur um etwa 5%. Die Erträge für Kartoffeln, Weizen und Sellerie wurden im Vergleich zu Test Grundstücken ohne Solarpaneele um rund 19 Prozent reduziert. Benedikt Klotz, Studentischer Assistent am Fraunhofer-Institut, erklärte: "die Gesamt Stromerzeugung geht weit über die landwirtschaftlichen Verluste hinaus.
' Diese Paneele liefern genug Energie, um bis zu 62 Haushalte pro Jahr zu versorgen; Klotz sagte, Ziel sei es, dieses Ziel in Zukunft zu verbessern. Das pilot Forschungsprogramm dauerte drei Jahre. "Letztlich wollen wir die APV (agrophotovoltaik) in die Branchen Reife des groß Baus führen.
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Unter der Annahme, dass der in den Vereinigten Staaten angebaute Salat in eine landwirtschaftliche Photovoltaikanlage umgewandelt wird, könnte er die gesamte installierte Kapazität des Landes um ein-Fach erhöhen. Wie groß ist das also? Dies ist ein aktuelles Problem, das vom Modell Forschungsinstitut gelöst wurde. So fragte sich etwa Joshua Pearce, Ingenieur an der technischen Universität Michigan, was passieren würde, wenn auf einer Weinfarm in Indien Solarpaneele installiert würden. In Anbetracht des Schatzes der Trauben schufen er und seine Kollegen ein technisch-ökonomisches Computermodell, indem Sie zahlen einstellten, und fanden heraus, dass der wirtschaftliche Wert indischer Weinbauernhöfe im Vergleich zur traditionellen Landwirtschaft um mehr als das 15-fache gesteigert werden konnte-die TRAUBENPRODUKTION ging nicht zurück.
Wenn diese doppelte Nutzung von Land in Indien stattfindet, dann kann die Energieerzeugung ausreichen, um 15 Millionen Menschen zu Strom. Pearce und seine Kollegen studierten auch den Salat Anbau in den USA. Unter der Annahme, dass die gesamte Salat Produktion in den Vereinigten Staaten auf landwirtschaftliche Systeme umgestellt wird, kann die Photovoltaik-Stromerzeugung um 40 auf 70.000 MW gesteigert werden.
