A Massachusetts vezet a kettős felhasználású napkollektoros létesítmények töltésében, lehetővé téve bizonyos növények és legelőállatok tenyésztését tiszta energia előállítása közben.

A Massachusettsi Egyetem Növénytermesztési és Oktatási Központjának területein található napelemek nem olyanok, mint amilyeneinkre számítottak. Ahelyett, hogy a föld közelében vadásznának, hét lábnyira helyezkednek el a talajtól, és elegendő hely áll rendelkezésre a gazdák vagy tehenek számára a föld alatt kóborolni. A paneleket két és három láb rések választják el egymástól, ahelyett, hogy szorosan egymáshoz csoportosulnának. Ezeken a tereken keresztül fényáramok folynak, alatta pedig a leveles kelkáposzta és a kelbimbó sorok helyettesítik a tipikus csupasz földet vagy fűt.

Ez a szokatlan elrendezés a kettős felhasználású napkollektoros telepítés egyik első példája - néha agrivoltikának nevezik. Ez egy fotovoltaikus tömb, amelyet elég messzire emelnek fel a talajtól és olyan távolságra helyeznek el, hogy egyes növények továbbra is növekedjenek a panelek körül és alatt. A cél az, hogy elősegítse a gazdálkodók jövedelmének diverzifikálását a megújuló energia előállítása révén, miközben megőrizze a földet mezőgazdasági használatra és csökkenti az üvegházhatású gázok kibocsátását.

"Ez nagyszerűnek tűnik - gazdaságokba kerül, és ugyanazt a pontot használja, hogy pénzt nyújtson a napenergia előállításából" - mondta Brad Mitchell, a Massachusetts Farm Bureau Szövetség. "De ez még mindig a korai szakaszban van."

Az a gondolat, hogy napenergia előállítása és növények termesztése ugyanazon a földön jött egy ideje. 2006 - ban elkülönített demonstrációs és kutatási létesítményeket telepítenek vagy terveznek Arizona, Japánés Franciaország. Az utóbbi években azonban a koncepció vonzóbbá vált, mivel a fotovoltaikus panelek ára zuhant, nőtt az érdeklődés a megújuló energia iránt, és nőtt a kis gazdákra nehezedő pénzügyi nyomás. Mivel a napenergia-tömbök gyakran kiszorítják a mezőgazdaságot, feszültséget okozva a két földhasználat között, az agrivoltikát potenciálisan előnyösnek tekintik.

Massachusetts áll a lendület élen. Az állam ambiciózus megújuló energiával kapcsolatos célok—A jelenlegi célok az 3,600 végére 2020 megawatt szél- és napenergia-kapacitást igényelnek, megduplázódva az állam jelenlegi kimenete az 1,800 megawatt értékét - nagyfokú érdeklődést váltott ki a napenergia-projektek fejlesztése iránt, ám az állam magas népsűrűsége azt jelenti, hogy a rendelkezésre álló földterület szűkös.

Ezenkívül számos helyi élelmiszer-szakértő azt állítja, hogy a Massachusettsben fogyasztott élelmiszerek nem megfelelő részét termesztik ott. A rövid növekedési időszak, valamint a munka- és földterület magas költségei miatt a maszsachusettsi gazdálkodás pénzügyi szempontból bizonytalan javaslat lehet. Egyes támogatók szerint a kettős felhasználású napkollektoros létesítmények képesek enyhíteni ezeket a problémákat egyszerre.

Ha hagyományosan, amikor a napenergia-fejlesztők projektjeikhez mezőgazdasági földterülethez fordulnak, az ingatlanokat bérbe adják vagy eladják a fejlesztőnek, a felső talajt lecsupaszítják, és a paneleket a földbe beágyazott beton lábakra rögzítik. Noha a váltás elősegíti a megújuló energia előállítását, gyengíti a helyi élelmiszer-ellátást. Néhány megyében még a föld megóvásának egyik módjaként elkezdték tiltani a nagyszabású napenergia fejlesztéseket a mezőgazdasági ingatlanokon.

A kettős felhasználású termékek fejlesztése különösen megfelel Massachusetts igényeinek, és az állam megragadja a lehetőséget. Az UMass telepítés, amely a Hyperion Systems magán napenergia-vállalkozás és az egyetem közötti partnerség, egyedülálló kutatási projektnek ad otthont, amelynek célja pontosan kiszámítani, hogy a különböző növények hogyan viselkednek, ha emelt panelek alatt termesztik. És az állam új, napenergia-ösztönző programja, a Solar Massachusetts megújuló célpontja (SMART) néven külön kompenzációt kínál a kettős felhasználású projektek számára.

"Tudomásunk szerint senki más nem azt csinálja, amit csinálunk" - mondta Michael Lehan, a Hyperion Systems tanácsadója.

Az Agrivoltaics származási története

A kettős felhasználású projektek története Massachusettsben az 2008-re nyúlik vissza, amikor az építőipari cég tulajdonosa, Dave Marley beépített egy napelemes blokkot az amherst-i székhelyének tetejére, és gyorsan elhatározta, hogy még több energiát akar termelni. Amikor Marley elkezdett fontolóra venni a mezőgazdasági földterületet, Marley elhatározta, hogy megtalálja a módját a föld mezőgazdasági felhasználásának megszakításának elkerülésére.

„Egyre hangsúlyozta:„ Élni akarom a földet és jól. Nem akarom eltakarni a földet. ”- mondta Gerald Palano, a Massachusetts Mezõgazdasági Erõforrások Tanszékének megújuló energia koordinátora.

Az 2009-ben Marley az UMass kutatóival állt kapcsolatban, az 2010-ben pedig látása valósággá vált, amikor 70-panelt építettek egy kutatófarmon South Deerfield-ben, Massachusetts-ben. A következő évben Marley megalapította a Hyperion Solar-ot, hogy folytatja ezt a megújuló energiaforrások új megközelítését. Marley 2013-ben halt meg, és fia, James átvette az üzletet.

Ma Dave Marley elképzelte a kettős felhasználású installáció helyét, céljai előmozdításában. A panelek alsó végei hét lábnyira vannak a talajtól, és a levegőben az 15 lábak felé emelkednek. Elég távolságra vannak egymástól, hogy a napfény átjuthasson az alábbi mezőhöz, és vízszintesen eltolhatók a rés beállításához. A paneleket függőleges oszlopok támogatják, amelyek a talajba ágyazott 10 lábakkal vannak ellátva. Betont nem használnak, tehát a talaj károsodása korlátozott és teljesen megfordítható.

"A földművelőknek igazán érdekli a föld" - mondta Lehan. "És minimális a talajmegszakítás."

Mivel a tömb online lett az 2011-ben, Stephen Herbert, az UMass agronómia professzora megvizsgálta a panelek hatását a növények növekedésére. Eredményei biztatóak.

Amikor füvet és egyéb takarmánynövényeket termesztett a legelő tehenek támogatására, a panelek alatti földterület több mint 90 százalékkal nagyobb termésmennyiséget eredményezett, mint a közvetlen napfényben részesült föld. A marhahús- vagy tejtermelők számára az agronómiai tömbök „nem büszkék” - mondta Hebert, a frissen kelme harapása között, amelyet egy panel alatt lévő szárból kicsavart.

Működhet-e az Agrivoltaics?

A korai eredmények azt sugallják, hogy a panelek alatt termesztett zöldségek, mint például a paprika, a brokkoli és a svájci mángold, körülbelül 60 százalékát tudják előállítani teljes napsütésben. Ugyanakkor a kettős felhasználású rendszer a hagyományos létesítmények hektáronkénti energiatermelési kapacitásának körülbelül felét kínálja, és a költségek magasabbak.

Noha ezek a rendszerek kevesebb energiatermelést és alacsonyabb terméshozamot kínálnak, mint önmagukban a napelemek vagy a mezőgazdaság, a kombináció általában megtérül.

- Teljesen - mondta Lehan, Palano és James Marley, szinte egyhangúan.

A Hyperion becslése szerint kettős felhasználású létesítmények átlagos körülmények között körülbelül nyolc év alatt fizetnek meg maguknak. Az állami és szövetségi támogatások lerövidíthetik ezt az ütemtervet.

Az új megközelítés elfogadásának felgyorsítása érdekében Massachusetts pénzt húz a sorra. Novemberben az állam elindította a SMART programot, amely rögzített alapdíjat fizet a napenergia-tulajdonosoknak minden generált energia kilowattóra után. Az általuk elért összeget ezután levonják a hálózatból felvett villamos energia költségéből, amikor a panelek nem termelnek elegendő energiát. Ha a tulajdonos több energiát termel, mint amennyit használ, akkor ezeket a jóváírásokat felhasználhatja a jövőbeli számlákra.

Ezeknek a napenergia-berendezéseknek az alapmértéke az 15 cent és az 39 cent / kilowattóra között változik, a fejlesztés méretétől és helyétől függően. Azok a projektek, amelyek kombinálják a napelemeket a gazdálkodással, extra 6 cent jutalom óránként. Gyakorlatilag ez azt jelenti, hogy egy mezőgazdasági földterületen működő 1-megawatt rendszer, rögzített helyzetben lévő napelemekkel, amelyek körülbelül 1.2 millió kilowattóra energiát tudnának előállítani egy évben, további 72,000 dollárt keresnek az elektromos számlához.

A SMART első hat hetében öt alkalmazás javasolt kettős felhasználású projektet és további kettő előzetes meghatározási kérelmet nyújtott be, ami a folyamat korábbi lépése. Több további fejlesztő érdeklődött a lehetséges fejlesztések iránt - mondta Palano. A javasolt projektek az 249 kilowattól az 1.6 megawattig terjednek.

"Úgy gondoljuk, hogy a nagyszabású fejlesztők és mások érdeklődési szintje nagy, de a koncepció új, ezért több időt kell befektetniük a jobb megértés érdekében" - mondta. "Örülünk, hogy eddig láttuk az érdeklődést."

Nem minden mezőgazdasági terület részesül előnyben az agroelektronika révén. A többletköltségeknek és az erőfeszítéseknek valószínűleg nincs értelme egy olyan régióban, ahol már rengeteg nyitott, nem mezőgazdasági területe van, például napenergia-elrendezések fogadására.

Kettős felhasználású napelem elrendezés Massachusettsben.

Olyan helyeken, mint például Massachusetts, Palano szerint a technológia csak jobb és hasznosabb lesz. Már látja érdeklődését az olyan panelek iránt, amelyek a nap követésére mozognak, maximalizálva energiatermelésüket. Azt is várja, hogy egyre növekszik a tárolás iránti érdeklődés, alapvetően nagy akkumulátorokról, amelyek energiát gyűjtenek és energiát takaríthatnak meg, amikor a nap nem süt. A jövőben áttetsző táblák is szerepelhetnek, amelyek több fényt engednének át az alatta növekvő növényeknek - tette hozzá.

"Azt mondjuk, hogy" nézzük meg, hogy eljuthatunk-e a következő szintre "- mondta Palano. "Várjuk az innovációt."

Ez a cikk eredetileg megjelent Civil Eats

A szerzőről

Sarah Shemkus egy szabadúszó riporter és szerkesztő, aki üzleti, technológiai, élelmezési és helyszínekről ír, ahol mind találkoznak. Munkája, ahogyan a A Boston Globe, Az őrző, Pala és más finom kiadványok. Szenvedélyei között szerepelnek a mezőgazdasági termelők piacai, az óceán, az adatok, az éles cheddar sajt, a rejtélyregények, a Nemzeti Nyilvános Rádió, a pontosság, az utazás és a megfelelő nyelvtan. Kövesd Sarah-t a Twitter @shemkus-on.

Legfelső fotó: Paradicsom, napelemek alatt növekszik a Massachusettsi Egyetemen. (Az összes fénykép a Hyperion Systems jóvoltából.)

Kapcsolódó könyvek

at InnerSelf Market és Amazon