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客人的博客

太阳能电池板下的土地如何有助于粮食安全

在一些太阳阵列,粉丝兵友好的植物,水果,蔬菜和牧草之下正在播种到草坪草或砾石

蜜蜂在明尼苏达州的三个太阳能农场荨麻疹在天然植物和太阳能电池板下面的茁壮成长。蜂蜜进入印度淡啤酒,称为Solarama粉碎。(照片:Bolton Bees)

在最近在明尼阿波利斯的太阳能会议上,与会者在品尝当地蜂蜜的印度淡啤酒的快乐时期的欢乐时光叫做“Solarama粉碎”。基于明尼苏达州的56酿造使得使用位于Twin城市之外的太阳能电场上的蜂蜜使用蜂蜜的平滑IPA。

蜂蜜生产商特拉维斯和Chiara Bolton将蜜蜂留在三个太阳能电池场,开发人员在阴面板下种植原生植物。“这些网站的优势是他们被故意种植粉丝器,”特拉维斯·博尔顿说。“在这些网站上,他们真的试图让他们回到原生大草原,这对我们有益。”

本土植物已将草坪草和砾石取代为明尼苏达州太阳能花园的进入床上用品,这是2016年国家标准的结果,概述了开发人员如何创建粉丝师友好的环境。2016年和2017年建造的4000英亩(1,600公顷)的4000英亩(1,600公顷)的一半以来,拥有天然植物,不仅是受益粉碎机,还具有美化现场。

虽然明尼苏达州可能是鼓励太阳能农场开发商种植本土植物的先锋队,但它远非唯一的地方,研究太阳能农场如何收获的不仅仅是能量。美国,德国和其他地方的大学正在测试“双重使用农业”的概念,因为一些倡导者称之为,而农作物在太阳能电池板的檐篷下变化。他们发现他们的成长很好 - 并且在某些情况下,比在满天阳光下的作物更好。

各种好处

向太阳能农场添加植物为设施的主要源于减少碳排放和扩大可再生能源的主要效益。“太阳能发展正在发生大规模的规模,因为土地正在从农业用地或未使用的土地转化为太阳能项目,”能源 - 水地陆路分析师(NREL)的能源 - 水地陆运分析师乔丹·麦克尼克(NREL),资金研究太阳能农场种植的土着和作物植物的影响。“这代表了一个令人惊叹的机会,以改善我们的农业,并同时发展能源的粮食安全。”

本土和农作物植被可以帮助改善群体的健康,这受到栖息地损失,农药中毒,营养,疾病,遗传多样性减少的危害,以及许多其他因素的威胁。因此,用于蜂蜜产量的管理蜜蜂殖民地从20世纪40年代的570万下降到今天的270万左右。粉丝器也对经济产生了巨大的影响,而且在每年为国家的经济贡献240亿美元时也会产生巨大影响。

拥有更多土地致力于太阳能生产,使花粉师友好的思想似乎是生态和经济意义。“将栖息地纳入全国这些太阳能电场是促进和保护粉碎机健康的好方法,”旧金山的抚摸轮伙伴关系总裁兼首席执行官Val Dolcini说,促进了Collinator环境的非营利组织。

太阳能电池板下的本地植物不仅对太阳能农场周围的环境有利,而且对附近的农田也有利。Lee Walston是Argonne国家实验室的一位生态学家,他说授粉昆虫在太阳能装置之外的农田里游荡,帮助增加产量。他补充说,本土植物为帝王蝶和锈迹斑斑的大黄蜂等日益减少的物种提供了避难所,同时还起到了控制雨水和侵蚀的额外作用。

倡导者说,本土花园和蔬菜也提供了与面板或农业生产无关的审美益。它们提供更丰富多彩,令人愉悦的视觉挂毯,而不是草坪草的整体绿色或灰色的砾石,这是一项不容小觑的功能,当某些社区都在寻求停止太阳能园扩张的一部分,这是一部分的无穷无尽的单调小组的行。

NREL资助的研究发现,生长的原生植物可以减少征地费用,减少杂草控制成本,慢面板退化和允许费用。

试点项目

马萨诸塞州的试点项目,亚利桑那州,德国,中国,克罗地亚,意大利,日本和法国看起来鼓励用太阳能电池板混合作物,称为“双重使用”农场,因为它们提供农业和电气生产。“到目前为止,飞行员在表明你可以同时种植庄稼并拨电,”麦克尼克说。

马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校(University of Massachusetts-Amherst)经营的一个两用农场种植了多种作物——辣椒、豆类、香菜、西红柿、瑞士甜菜、羽衣甘蓝——种植在高出地面约7.5至9英尺(3米)或更高的太阳能电池板下,以便更容易收割,主要是手工收割。该项目的研究人员发现,太阳能电池板群之间1- 1.2米(3- 4英尺)的间隙可以使作物产量几乎与在阳光充足的地方相同。

马萨诸塞州大学研究人员发现,通过右太阳能电池板间距,作物几乎等于开放地块。(照片由umass提供)

将太阳能和农业结合的第一个概念,被称为“农业光伏”(APV),是在30多年前由物理学家阿道夫·戈茨伯格(Adolf Goetzberger)提出的。戈茨伯格创建的研究机构——弗劳恩霍夫太阳能系统研究所——终于在几年前在一个现有的农场合作社用三分之一公顷(刚刚超过四分之三英亩)建造了自己的两用农场。根据2017年的一份新闻稿,该研究所将720块太阳能电池板抬高到足够高的位置,以便农业机械收割下方和附近的植物。

研究人员在露天和面板下种植小麦、土豆、块根芹和三叶草,并比较产量。遮阳使产量下降5.3%至19%。然而,太阳能板可以捕捉间接和直接光线,它所产生的电力被用来为作物加工厂和电动农业机械提供动力,抵消了这些成本,并将土地利用效率提高了60%。

虽然农场获得了利润,但研究小组似乎有点警惕,声称这种方法可以在任何规模的各地工作。项目经理Stephan Schindele在新闻稿中表示,“为了在市场进入之前提供必要的概念证明,我们需要比较APV的进一步技术经济应用,展示对其他区域地区的可转让性,并实现了更大的系统。“

类似地,克罗地亚奥西耶克Josip Juraj Strossmayer大学的农业教师在当地的一个由教师部分经营的农场的太阳能棚下种植适合遮荫的有机蔬菜。所产生的能量用于灌溉系统和农业机械。在奥地利,一位企业家创造了一个类似APV的系统,但使用了更少的固定杆,将面板放置在电缆基础设施上,以努力减少成本和涉及农业机械的潜在事故。APV系统正在德国的另一个地区和其他几个国家进行测试。

Greg Barron-Gafford是亚利桑那大学地理与发展学院的副教授,他已经在一个太阳能“农业光伏”试点项目上工作了两年,基本上就是美国版的APV。图森市的公立学校以及该大学的生物圈2号研究和公共教育中心都在使用现有的太阳能顶棚。该项目最初专注于减少太阳能电池板的热岛效应,后来演变为测试电池板下的作物产量。

第一次在香菜,胡椒和番茄的莎莎花园跑“太棒了”,“Barron-Gafford说。在面板下方的作物只需要一半的水在开放的那些水中,在面板下方的微气候中生长很好。“植物似乎喜欢调制的温度,”他说。

面板保护植物免受霜冻,允许鳄梨,香菜,辣椒,西红柿和芒果较长的季节。在春天的研究人员开始收获冬季胡萝卜,羽衣甘蓝,甜菜和柠檬草。“这真的要看,”他说。

实验也发现了面板的其他优点。在面板下收获庄稼的人的皮肤温度比在太阳中锻炼的那些凉爽,在炎热的夏天的状态下没有小物质。有些索赔遮阳生成的味道比常规种植的作物更好。

他说,Barron-Gafford希望尝试与社区支持的农业(CSA)农场合作进行双重使用概念,这将涉及至少10英亩的太阳能电池板下的农田。在亚利桑那州的面板中看到的电力生产中,增加了庄稼的额外成本可以支付5%​​的电力生产,减少了太阳能生成的维护和高级定价。

从经济学角度来看,不太可能被广泛采用

尽管飞行员双农产品项目的有希望的结果,但是未来的想法,美国农场将被太阳能檐篷所覆盖的未来不太可能很快。Rob Davis是在圣保罗的非营利组织新鲜能量的能源中心的能源中心主任。他说,巨大的脚手架持有太阳能电池板的巨额资金,并击中了一个农用拖拉机司机的糟糕转弯可以带来数十万美元的太阳能电池板。

在农业用地紧张和电力价格高的地方,如欧洲,经济学可能会出现支持双使用的农场。然而,除非能量和农业市场发生变化,否则农田仍然相对丰富,占地面积不可能是可行的。

戴维斯说:“有很多不同的方法来设计太阳能电池板,为农业提供显著的好处。”“其中一种最具成本效益的方法是在太阳能项目内及其周边建立授粉昆虫栖息地,这将继续加速应对气候变化所需的大规模太阳能发电。”

本土植物有自己的挑战,例如对更高的上前种植成本的看法部分减少了所需的维护。并非所有的太阳能农场的邻居都爱上了当地人,因为他们有时候少于整洁。然而戴维斯认为,美国农民在船上有更多的本地人栖息地,因为没有授粉者,他们的生计可能存在风险。

他补充说,“他们理解保持授粉昆虫存活和大量授粉的必要性”,以在他们种植的水果和蔬菜中播种,最大限度地提高产量,并避免更多的监管。“这个机会释放了私营部门的资金,并将太阳能资本用于投资农业迫切需要的高质量授粉者栖息地。”

弗兰克·乔西是中西部能源新闻驻明尼苏达州记者。

2的评论

  1. 专家成员
    里克•埃文斯||#1

    伟大的文章
    这是一篇很棒的文章。我爱GBA的一件事是我接触到我从未遇到过的消息人士的文章。“中西能源新闻”?“谈话”?(以前的文章......)

    保持伟大的工作,GBA!

  2. 专家成员
    彼得恩格尔||#2

    其他双用途
    文章没有提到最好的双重用途之一 - 牲畜放牧。草在面板下变得很好。正如他们在文章中所指出的那样,部分阴影时,作物需要更少的水,并且有很多草地在部分阴影中成长,有时比满太阳更好。牲畜在阴凉处放牧更幸福,皮肤较低,就像他们测量的人一样。用奶牛和绵羊放牧在面板下,没有拖拉机取出结构的危险,动物让草笼罩着一个漂亮的低草皮。此外,在面板下标准的割草草或石材“覆盖”而不是额外的种植和维护费用。似乎是双赢。

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