Tarımdaki Güneş Dizilerinin Potansiyeli: Agrivoltaics

Tam olarak Agrivoltaics Nedir?

Agrivoltaics, genellikle iki kullanımlı güneş veya güneş paylaşımı olarak adlandırılır, aynı anda ekin üretimini destekleyen bir yapılandırmada fotovoltaik montaj panelinin uygulanmasıdır.Bu yaklaşım, bir tek toprak parçasının ilk 1980'lerden beri ince bir elektrik üretmek, Alman bilim adamları Adolf Goetzberger ve Arminator habitatları desteklemek için ilk kez aynı bölgeyi bir araya getirir.

Geleneksel bir tarım tesisatında, güneş panelleri, güneşe geçiş yapmak için yeterince yüksek yapılarda yüksek, ya da elektrik üretimi ve biyolojik fotoğraflar arasında yeterli bir dengeyi kabul etmek için yeterince geniş bir şekilde yerleştirilmiştir. Paneller sadece enerji veya yiyeceklerle donatılmış sabitlenebilir veya donanımlı olabilir; her ikisine de aynı anda, dramatik bir şekilde artan toplam arazi verimliliğini sağlar.

Çift kullanım Solar Systems'in Core Faydaları

Agrivoltaics, modern tarım ve enerji üretimindeki en acil zorlukların ele alınması için zorlayıcı bir avantaj sunuyor. Bu avantajlar basit arazi paylaşımının ötesinde iyi genişletiyor.

Maximing Land-Use Verimliliği

En belirgin fayda, aynı akrep üzerinde enerji ve yiyecekler üretme yeteneğidir. Geleneksel zemine sahip güneş çiftlikleri üretimden kalıcı olarak tarımsal araziyi uzaklaştırır, genellikle yenilenebilir enerji hedefleri ve gıda güvenliği arasındaki çatışmayı azaltır. Agrivoltaics bu ticaret-off. Arizona Üniversitesi'nden yapılan çalışmalar, karasal olmayan arazilerin arazide rekabet ettiği bir arazinin toplam sistem çıkışı olarak yüzde 60 ila 70 daha yüksek olduğu ve tarım tesisatı ortadan kaldırır.

Mikroclimate Yönetimi ve Bitki Koruma

Güneş panelleri, en yoğun güneş radyasyonu ve aşırı hava olaylarının meyvelerini kırabilecek kısmi gölge sağlar. Bu gölgeler toprak yüzeyi sıcaklıklarını azaltır, daha düşük buharlı su tasarrufu sağlar ve birçok üründe 20 ila 40 oranında su azaltılır, su geçirmez bölgelerde kritik bir avantaj sağlar.

Çeşitli Gelir ve Enerji Kısıtlığı

Bir tarım voltaics, çiftçilere net metre, enerji satın alma anlaşmaları veya topluluk güneş programları aracılığıyla elektrik tüketiminin önemli bir kısmını düşük ek fiyatlar veya verim kaybı sırasında stabilize edebilir. Tesis İçi nesil, 25 ila 30 yıllık bir güneş tesisatından elde edilen enerji maliyetlerinden dolayı bağımlılık azaltır. Örneğin, bu enerji tasarrufu yalnızca binlerce dolara mal olabilir.

Çevre ve Ekolojik Oyunlar

Temiz elektrik üretmekle, tarım sistemleri fosil yakıt nesli tükeniyor ve sera gazı emisyonlarını azaltıyor. Kısmen gölge ve su kullanımını azaltın, ek olarak, çiftçilerin altında ve çevrede güneş panelleri tarafından kontrol edilebilir, deniz biyoçeşitliliği kullanarak, organik karbonu artırıp, rejeneratif tarım uygulamaları ile uyumlu su kullanımını artırmak için su kullanımını azaltın.

Teknik Bakışlar ve Tasarım Challenges

Başarılı bir tarım sistemi uygulamak, hem geleneksel tarım hem de standart güneş gelişiminden farklı olan bir bağlı değişkene dikkat gerektirir. Tasarım, çatışma önceliklerini dengelemeli ve bu dengeyi doğru bir şekilde yerel koşullara bağlı olarak almalıdır.

Panel Yüksek ve Yapıları Dağı

İlk kararlardan biri, güneş panelleri monte etmek için ne kadar yüksek. Standart zemin en yüksek güneş dizileri, yaklaşık 1 ila 2 metre uzaklıktaki zeminden, hangi tarım makinelerinin altında geçmesi için çok düşük.Ancak, ekinler için, ekinler ve sulama ekipmanlarının minimum 2.5 ila 4.5 metreye kadar yükseldi, bazı durumlarda, betonarme ve ekipmana bağlı olarak, daha uzun çelik yığınlar, daha dayanıklı raflar, daha dayanıklı raflar ve daha dayanıklı raflar gerektirir.

Işık İletim ve Bitki Seçici

Bir tarımda temel ticaret, güneş panelleri tarafından yakalanan ve meyve suyu ürünleri iletilen ışık arasındadır. Tipik kristal silikon panelleri, gelen güneş ışığının yüzde 60 ila 80'i engellerken, bazı bitkileri bu kadar düşük ve değerli olmayan meyvelerden yararlanırken, birçok yüksek değerli temel ürünlerde tam güneşe ihtiyaç duyar. Oregon Devlet'ta meyve suyu ürünlerine sahip meyve suyu ürünleriyle kıyaslar.

Işık açığını azaltmak için, tasarımcılar birkaç stratejiyi araştırdılar. Bir yaklaşım, ışıktan daha fazla uzaklaşmasına izin veren kısmen şeffaf veya biyofak paneller kullanmak, hücreler arasındaki boşlukları azaltmak için başka bir şey, paneli açılarını kritik büyüme dönemlerinde en üst düzeye çıkarmak için gün boyunca aydınlatma sistemlerini uygulamaktır. Bazı sistemler, ışıkla-sıcak-ışıklı modüller kullanarak ışıkla daha fazla ışıkla-sıcaklı-sıcaklı modüller kullanmak ve kanopy-ortalama fotoğrafları geliştirmektir.

Irrigation and Water Management

Agrivoltaics, bir çiftliğin su dinamiklerini karmaşık şekillerde değiştirir. Zeminden gelen Evaporation, panel kanopy altında önemli ölçüde azaltılır ve bu da yüzde 20 ila 40 arasında toplam sulama gereksinimlerini azaltır. Ancak, paneller ayrıca daha sonra kullanım için su toplamak için yağmur suyu sağlar.

Global Case Studies and Successful Implementations

Agrivoltaics, dünyadaki ticari ölçekli operasyonlara araştırma arsalarından hareket ediyor. Bu gerçek dünya örnekleri kavramın farklı iklimlere, ürünlere ve ekonomik koşullara uyumsuzluğunu gösteriyor.

Japonya'nın Güneş Paylaşımı Hareketi

Japonya, 2004 Fukushima felaketi, ülke çapında yenilenebilir enerji için bir iten bir araziye sahip oldu.Kapital arazilerin iki kullanım sistemi özellikle çekici hale getirdi. Japon çiftçileri şimdi elektrik azaltılan alanlardan biraz daha düşük, ancak bu pirinç tarifeleri ve bitkisel arsaları yalnızca 30'dan fazla bir araya getiren yüksek çözünürlükte bulunuyor.

Vineyards ve Orchards ile Avrupa Bütünleşmesi

Güney Fransa ve İtalya'da, tarım kutupları Grenache üzümlerinin 0,5'i yüksek ışık seviyesine adapte edilmiş ve gün en sıcak kısmı boyunca kısmi gölgeler katlayabilir. Provence bölgesinde, deneyden gelen erken antikalar, Grenache üzümleri kontrol etmek için kıyasla belirgin olmayan bir şekilde fark edilen şarap kalitesiyle karşılaştırıldığında, kış aylarındaki buharlı ısı koruma sıcaklıkları 3 ila 5°C'ye kadar ısınmış ve meyvede asitliği korumak için kullanılan şarap kalitesi gösterdi.

Kuzey Amerika Araştırma ve Ticari Çiftçiler

Amerika Birleşik Devletleri, chiltepin biberleri, basil ve kiraz domatesleri tarafından yönetilen bir tarım arazisi Biovoltaic testinde, yeşil su içme alanı gibi güneş enerjisi panelleri ile bir araya geldi.

Afrika ve Güney Asya Uygulamaları

Kenya'da küçük çiftçiler düşük maliyetli, yüksek güneş panelleri, tavuklu pompalar ve toprak altında yer alırken pompalanan ve meyve suyu pompalayan çiftçilerin birleşimi, tarım arazilerinin gelişmekte olan ekonomilerde gıda ve enerji güvenliğini artırmak için kuru- sezon verimlerini artırmaktadır.

Ekonomik Viability ve Politika Çerçeveleri

Tarımsal bir ekonominin karmaşık bir enerji fiyatları, tarım piyasaları, sermaye maliyetleri ve hükümet politikalarına bağlıdır. İlk yatırım, yüksek montaj yapısı nedeniyle geleneksel bir zemin en büyük güneş sisteminden daha yüksek olsa da, uzun vadeli geri dönüşler uygun şekilde tasarlandığında rekabetçi olabilir.

İlk maliyet sürücüleri standart sabit sistemlerden daha fazla kapasiteye mal oluyor ve arazinin her ürün için iki katına çıkarılması ve tarım üretiminin önemli bir kısmını eklediği görülüyor. yüksek perakende elektrik oranları veya besleyici sistemlerle pazarlarda, tarım kaynaklı projeler 12 yıl boyunca geri ödeme süresine ulaşabilir.

Politika desteği, tarım maliyetlerini koruyan güneş enerjisi düzenlemeleri için kritiktir ve minimum üretim kriterlerine kıyasla daha yüksek yem tarifeleri sunar. Japonya'nın yem tarife sistemi standartları, bu tür politika teşvikleri olmadan, yüksek miktardaki yüksek enerji düzenlemeleri ve ek üretim maliyetlerini açıkça tanımlamıştır.

Future Trends ve Gelişen Yenilikler

Bir tarımda araştırma ve gelişme hızlanıyor, iklim adaptasyonu ve azalan fotovoltaik modüllerin maliyeti ile yönlendiriliyor. Daha geniş bir kabul ve geliştirilmiş performansa doğru ortaya çıkan birkaç trend noktası.

Semi-Transbevey ve Wavelong-Seçici Panel

Gelecek nesil güneş modülleri özellikle tarıma bağlı olarak mühendisi olarak tasarlanmaktadır.Bu dalgalamalar, organik fotovoltaik veya perovskite malzemeleri ile yapılan en kullanışlı ışık dalgalamaları, 8 ila 12 arasında fotosenal olarak aktif radyasyonu iletmeleri için ayarlanabilir, ancak elektrik üretimi için daha düşük, ancak yüzde 30 ila 50 arasında ışık - birçok gölgeli ürün için en uygun şekilde. Erken prototipler, enerji dönüşümü için geri dönüş yapan ürünler için uygun hale gelebilir.

Robotik ve Hassasiyet Yönetimi

Güneş panelleri ve ürünlerin karışık bir sistem yönetmek, bitki örtüsünde karmaşık bir komplekstir ve hasat etmek için LiDAR'ı kullanarak panel destekleyerek ve çarpışmalardan kaçınarak, otomasyon, otistik işlemlerle ilişkili iş primlerini azaltabilir. Japonya'da, araştırmacılar bir güneş paylaşımı alanında faaliyet gösteren küçük bir otonom traktöre sahiptir ve LiDAR'ı kullanarak panel destekleyerek test eder ve çarpışmalardan kaçınır.

Livestock ve Pollinators ile entegrasyon

Tüm tarım sistemleri, aynı arazide hayvan ürünleri üreten ve azaltıcı güneş enerjisinin altında ve zeminli panellerde 10.000'den fazla güneş arazisi olduğunu rapor ediyor, şimdi Amerika Birleşik Devletleri ve Avrupa'da hızla büyüyor.

Data-Driven Design ve AI Optimizasyon

Araştırmacılar güneş ışınlama modelini birleştiren simülasyon araçları geliştiriyorlar, bitki fizyolojisi ve ekonomik optimizasyon. Bu araçlar çiftçilere ve geliştiricilerin ek tip, panel geometrisine, yerel iklim verilerine ve elektrik fiyatlarına verilen site için en uygun yapılandırmayı bulmak için. Makine öğrenme algoritmaları, ekin verim yanıtlarını farklı gölge kalıplarına tahmin edebilir ve bu dijital araçların toprak sahipleri için erişilebilir hale getirilmesini önerirken, tarım voltatiklere giriş engelleri azalır.

Agrivoltaics Work for You

Bir çiftçi veya toprak sahibi, bir tarım sisteminin kârlı olup olmadığını düşünüyor, tarım kaynaklı projelerde deneyimli bir tarımcı projeleriyle danışmanlık yapmak ve bunları hedef ürününüzün ışık gereksinimleriyle karşılaştırmaktır.

Birkaç federal ve eyalet programları maliyet dengelemeye yardımcı olabilir. Amerika Birleşik Devletleri'nde, Amerika Programı için USDA'nın Kırsal Enerjisi, tarımsal operasyonlarda yenilenebilir enerji sistemleri için hibe ve kredi garantileri sağlar. Bazı eyaletler vergi kredilerini, mülk vergi muafiyetlerini veya satış vergilerini net metre veya topluluk Solar katılımı için yerel seçenekleri keşfedin.

Arazinizin küçük bir kısmında pilot proje ile başlayın. 0,5- to 1-hectare gösteri sistemi, daha büyük bir dağıtıma sahip bir üniversite veya uzatma programı ile ortak kurmak için size özel bir veri toplamanıza izin verecek.

Yol Ahead

Agrivoltaics, enerji geçişi veya gıda sistemi için gümüş bir mermi değil, ancak son derece arazi ile bir gezegendeki iki temel sektörü bütünleştirmek için güçlü bir araçtır. Yaklaşım doğrudan çiftçilere ve korumacılara karşı güneş geliştiricileri ele alır.

İklim basıncının yoğunlaştığı ve hem yenilenebilir enerji hem de iklime bağlı tarımın gelişmesi için ihtiyaç olduğu gibi, tarım sistemlerinin kabul edilmesi muhtemel bir şekilde hızlandıracaktır.Malistik sistemlerde ilerlemeler, robotikler ve dijital optimizasyon, ikili kullanımların ekonomik rekabetini geliştirmeye devam edecektir.