Некоторые новаторские идеи, кажется, появляются в одночасье, в то время как другие берут корни медленнее и ждут правильных условий для процветания.
Agrovoltaics - это система, в которой солнечные батареи и пищевые культуры сосуществуют на одной земле. Она относится к последней категории.
Основатели этого института в 1981 году основали Институт солнечно-энергетических систем Фраунгофера, Адольф Гетцбергер и Армин Застроу.
В то время генерация фотоэлектрической энергии была дорогостоящей, а компьютеры были редкими, поэтому они изучали уравнения системы двойного назначения в программируемом карманном калькуляторе и опубликовали статью под названием Kartoffeln unterm Kollektor (картофель под панелью). ,
Адольф Готсберг позже отметил, что это очень простая причина принять, потому что картофель растет под небольшой тенью.
Тридцать пять лет спустя мир, похоже, подготовился к своим идеям.
С 2010 года цены на солнечные батареи упали более чем на 50%, и многие фермеры сочли более выгодным выращивать сельскохозяйственные культуры под огромными солнечными батареями.
Для любого фермера этот сдвиг является экономически значимым. Однако он постепенно установил игру, которая может подорвать глобальную продовольственную безопасность.
Agrovoltaics - это выход из неприятностей, то есть, если он может удовлетворить жадность в мире для пищи и энергии. Существует ключевой вопрос: могут ли фермеры получать такое же производство продуктов под солнечными батареями?
Все больше исследований показывает, что они могут.
Слишком много теней могут повредить урожай, слишком малое может повредить выработку электроэнергии. Правильное расстояние между панелями солнечных батарей и наклоном решетки является ключом к правильному сочетанию электричества и растениеводства.
В 2010 году Кристиан Дюпраз и его коллеги из Французского национального института сельского хозяйства создали первую сельскохозяйственную исследовательскую ферму вблизи Монпелье.
Они посадили две культуры в большом количестве солнечного света, в то время как на других культурах использовались фотогальванические решетки стандартной плотности, которые производили наибольшее количество электроэнергии. Третья культура росла под массивом полуплотности, что давало больше света. Через солнечные панели.
В конце трех вегетационных сезонов урожай, выращенный в панелях с полной плотностью, потерял почти 50% производительности. Это не особенно удивительно. Стоит отметить, что растения под плитами с низкой плотностью и растениями под полным солнечным светом Как продуктивность, тем более.
Исследователь Элен Марру объяснил, что салат адаптирован к низкому освещению, увеличивая размер листьев. Она также написала в газете в 2013 году, что в мире потепления водоснабжение может быть в дефиците, а теневые растения под солнечными батареями могут быть уменьшены. Потребность в воде.
«В этом эксперименте мы показали, что использование PVP (фотоэлектрической системы выработки энергии) для покрытия орошаемых овощных культур может сэкономить от 14% до 29% испаренной воды в зависимости от уровня теневой продукции и посева сельскохозяйственных культур.
По результатам французского исследования немецкий исследователь Адольф Гетцбергер из Института Фраунгофера официально начал обсуждать возможность проведения крупномасштабных сельскохозяйственных операций.
В Германии недалеко от Боденского озера трети гектаров сельхозугодий, они установили 720 солнечных панели двухсторонних, что означает, что они могут захватить свет сверху и снизу.
Во Франции их Панельные высоко от земли, сделать большую часть солнца и урожай может достигать множество мобильных устройств на крупных фермах.
Сентябре 2016, исследователи будут тестировать солнечную электростанцию, подключенную к сети, а также посадки озимой пшеницы, сельдерей, картофель и клевер в массиве. После первого года, производства продуктов питания и продуктов питания и электроэнергии, чем два квадратных метра на урожай на 60% выше.
По сравнению с клевером, растущим на солнце, клевер является лучшим, производительность примерно на 5% ниже. По сравнению с тестовым графиком без солнечных панелей урожай картофеля, пшеницы и сельдерея снижается примерно на 19%.
Бенедикт Клоц, студент-ассистент Института Фраунгофера, объяснил: «Общее производство электроэнергии намного превышает сельскохозяйственные потери».
Эти группы обеспечивают достаточную энергию для питания 62 домов в год. Клоц сказал, что целью является улучшение этой цели в будущем. Пилотное исследование планируется на три года.
«В конечном счете, мы надеемся возглавить АПВ (агрофотовальтика) на стадии подготовки промышленности для крупномасштабного строительства».
Предположим, что весь салат, выращенный в Соединенных Штатах, превращается в сельскохозяйственную систему PV, которая может удвоить общую установленную мощность страны.
Итак, насколько велика эта проблема? Это проблема, решенная некоторыми недавними исследованиями модели.
Например, Джошуа Пирс, инженер Технического университета Мичигана, задавался вопросом, что произойдет, если бы солнечная панель была установлена на виноградной ферме в Индии.
Принимая во внимание толерантность оттенков винограда, он и его коллеги создали компьютерную модель технической экономики, введя цифры и установив, что экономическая ценность индийских виноградных хозяйств может быть увеличена более чем в 15 раз по сравнению с традиционным сельским хозяйством, а урожайность винограда не уменьшилась. Это двойное использование происходит в Индии, поэтому для производства энергии может потребоваться 15 миллионов человек.
Пирс и его коллеги также изучали выращивание салата в Соединенных Штатах. Предполагается, что если вся продукция салата в Соединенных Штатах будет преобразована в сельскохозяйственную систему, фотоэлектрическая выработка электроэнергии может увеличиться на 40 - 70 гигаватт.
С этой точки зрения этот показатель почти в два раза превышает установленную мощность всей фотоэлектрической энергии в Соединенных Штатах Америки в конце 2017 года.