Laut einer neuen Studie von Cornell bedeutet der Anbau von kommerziellen Pflanzen auf Solarfarmen eine potenziell effektive Nutzung von Ackerland im Hinblick auf die gefürchtete Herausforderung des Klimawandels. Dies kann sowohl die kommerzielle Lebensmittelproduktion steigern als auch die Leistung und Langlebigkeit von Solarmodulen verbessern.
Henry Williams, Hauptautor der Studie und Doktorand in Cornell Engineering, sagte: „Wir haben jetzt zum ersten Mal ein physikbasiertes Werkzeug zur Abschätzung der Kosten und Vorteile der gemeinsamen Anbringung von Solarmodulen und der kommerziellen Landwirtschaft von erhöhter Leistungsumwandlungseffizienz und Langlebigkeit von Solarmodulen.
Laut dem leitenden Autor Max Zhang, Professor an der Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering, „haben Co-Agrivoltaik-Systeme mit landwirtschaftlichen und Solarmodulen eher Vorteile als herkömmliche Solarparks durch höhere Modulhöhen, reflektierendere Bodenbedeckung und höhere Evapotranspirationsraten hat das Potenzial, mehr passive Kühlung bereitzustellen. Wir können erneuerbaren Strom erzeugen und Ackerland durch Agrivoltaik-Anlagen schützen.“
Laut einer früheren Studie von Zhangs Team sind mehr als 84 % der Fläche, die für die Entwicklung von Solaranlagen im Netzmaßstab in New York City als geeignet erachtet wird, Ackerland, wobei etwa 40 % der Kapazität von Solarparks im Netzmaßstab auf Ackerland erzeugt werden.
Nutzung landwirtschaftlicher Voltaiksysteme
Unter Verwendung eines auf numerischer Strömungsdynamik basierenden Mikroklimamodells und Daten von Sonnenkollektortemperaturen (dem Prozess, bei dem Wasserdampf aus Pflanzen und Boden aufsteigt) bewertete das Team die Höhe der Sonnenkollektoren, das Reflexionsvermögen des Bodenlichts und die Verdunstungsraten. Sie entdeckten, dass landwirtschaftliche Voltaik-Systeme dazu beitragen könnten, die drohenden Nahrungsmittel-Energie-Probleme auf der ganzen Welt zu lösen.
Wissenschaftler und Ingenieure haben gezeigt, dass auf Pflanzen gebaute Solarmodule niedrigere Oberflächentemperaturen haben als solche, die auf nacktem Boden gebaut wurden. Im Vergleich zu Solarmodulen, die einen halben Meter über dem bloßen Boden installiert wurden, zeigten Solarmodule, die 4 Meter über der Sojabohnenernte montiert wurden, einen Temperaturabfall von bis zu 10 Grad Celsius.
Die Forschung behauptet, dass der Kühleffekt, der durch die erhöhte Evapotranspiration und Oberflächenalbedo von Vegetation und Boden verursacht wird, signifikanter ist als bei freiliegendem Boden oder Kies. Passive Kühlung erhöht auch die Effizienz von Solarmodulen. Aber noch besser: Solarmodule halten bei sinkenden Temperaturen länger, was ihr langfristiges wirtschaftliches Potenzial erhöht.
„Williams erklärte, dass Sie durch die Senkung der Betriebstemperatur von Solarmodulen die Leistung verbessern und die Lebensdauer Ihrer Solarmodule verlängern können. Dank unserer Forschung produzieren Landwirte Lebensmittel, während Solarentwickler eine längere Lebensdauer und Umwandlungseffizienz haben.“
Das Verständnis dieser für beide Seiten vorteilhaften Idee ist für die landwirtschaftliche Produktion von entscheidender Bedeutung, da das World Resources Institute prognostiziert, dass bis 2050 schätzungsweise 10 Milliarden Menschen auf dem Planeten ernährt werden müssen. Es ist von entscheidender Bedeutung, den Einsatz erneuerbarer Energien zu beschleunigen, um die Auswirkungen des Klimawandels abzumildern.
Agrivoltaische Farmen eignen sich hervorragend für warme Klimazonen wie die Westküste der Vereinigten Staaten.
Laut Zhang, die auch Kathy Dwyer Marble and Curt Marble Faculty Director des Cornell Atkinson Center for Sustainable Futures ist, „haben sich die meisten Vorteile von landwirtschaftlichen Voltaik-Systemen bis zu diesem Zeitpunkt auf heiße und trockene Klimazonen bezogen. Diese Studie macht einen Schritt zur Bewertung der Rentabilität der Agrivoltaik in Klimazonen, die für den Nordosten der USA repräsentativ sind, um den Landnutzungswettbewerb, dem die Welt ausgesetzt ist, zu mildern.“
Quelle: techxplore
Günceleme: 05/03/2023 11:06