رشد شگفت‌انگیز محصولات در مزارع خورشیدی
رشد محصولات تجاری در مزارع خورشیدی استفاده بالقوه کارآمد از زمین‌های کشاورزی است که می‌تواند تولید غذای تجاری را افزایش دهد و عملکرد و طول عمر پنل‌های خورشیدی را بهبود ببخشد.
بر اساس تحقیقات جدید موسسه کرنل، در باب مشکل تهدیدآمیز بودن تغییرات آب و هوایی، رشد محصولات تجاری در مزارع خورشیدی استفاده بالقوه کارآمد از زمین های کشاورزی است که می تواند تولید غذای تجاری را افزایش دهد و عملکرد و طول عمر پنل های خورشیدی را بهبود ببخشد. هنری ویلیامز محقق ارشد گفت: اکنون برای اولین بار، ابزاری مبتنی بر فیزیک برای تخمین هزینه‌ها و مزایای هم‌مکانی پنل‌های خورشیدی و کشاورزی تجاری از منظر افزایش بازده تبدیل انرژی و طول عمر پنل‌های خورشیدی در اختیار داریم. وی گفت: سیستم‌های (agrivoltaic) در جایی که کشاورزی و پنل‌های خورشیدی در کنار هم وجود دارند سرمایش غیرفعال را از طریق ارتفاع بلندتر پنل‌ها، پوشش زمین، بازتابی بیشتر و نرخ تبخیر و تعرق بالاتر در مقایسه با مزارع سنتی خورشیدی فراهم می کنند. ما می توانیم برق تجدیدپذیر تولید کنیم و از طریق سیستم های (agrivoltaic) از زمین های کشاورزی محافظت کنیم.
به عنوان مثال، در نیویورک بر اساس یک مطالعه تحقیقاتی قبلی از گروه (Zhang) حدود ۴۰ درصد از ظرفیت مزرعه خورشیدی در مقیاس کاربری در زمین‌های کشاورزی توسعه یافته است، در حالی که حدود ۸۴ درصد از زمین‌هایی که برای توسعه مزرعه خورشیدی در مقیاس کاربردی مناسب هستند کشاورزی هستند. این گروه با استفاده از یک مدل ریز اقلیم مبتنی بر دینامیک سیالات محاسباتی و داده‌های دمای پنل خورشیدی، ارتفاع پنل خورشیدی، بازتاب نور زمین و نرخ تبخیر و تعرق (فرآیندی که در آن بخار آب از گیاهان و خاک بلند می‌شود) را ارزیابی کردند. آن‌ها دریافتند که سیستم‌های (agrivoltaic) به طور بالقوه می‌توانند به حل مشکلات آینده جهانی در زمینه انرژی غذایی کمک کنند.
مهندسان نشان دادند که پنل های خورشیدی نصب شده بر روی پوشش گیاهی افت دمای سطح را در مقایسه با آنهایی که بر روی زمین خالی ساخته شده اند نشان می دهند. پنل های خورشیدی در ارتفاع ۴ متری بالای یک مزرعه سویا نصب شده بودند و ماژول های خورشیدی کاهش دما را تا ۱۰ درجه سانتیگراد در مقایسه با پنل های خورشیدی نصب شده در ارتفاع نیم متری از خاک لخت نشان دادند. اثر خنک کنندگی به دلیل تبخیر و تعرق افزایش یافته و آلبیدوی سطحی از پوشش گیاهی و خاک بسیار مهمتر از اثری است که با ارتفاع بیشتر پنل ایجاد می شود. بر این اساس خنک‌سازی غیرفعال در مقایسه با خاک یا شن راندمان پنل‌های خورشیدی را افزایش می‌دهد. کاهش دما منجر به بهبود طول عمر پنل خورشیدی و بهبود پتانسیل اقتصادی بلندمدت می شود.
ویلیامز گفت: همانطور که دمای کارکرد پنل خورشیدی را کاهش می دهید، می توانید کارایی آن را افزایش داده و طول عمر ماژول های خورشیدی خود را افزایش دهید. ما مزایای دوگانه ای را به شما نشان می دهیم. ما طول عمر و راندمان بهبود یافته را برای توسعه دهندگان پنل های خورشیدی نشان داده ایم. به گفته مؤسسه منابع جهانی، درک این مفهوم دوجانبه سودمند در زمان حساسی برای تولیدات کشاورزی به دست می‌آید، زیرا انتظار می‌رود تقاضای جهانی غذا تا سال ۲۰۵۰ تا ۵۰ درصد افزایش یابد تا بتواند ۱۰ میلیارد نفر را تغذیه کند. در عین حال، تسریع استفاده از انرژی های تجدیدپذیر برای کاهش تأثیر تغییرات آب و هوایی ضروری است.
در آب و هوای گرم مانند غرب ایالات متحده،استفاده از مزارع (agrivoltaic) ایده آل خواهند بود. ژانگ، مدیر دانشکده کورنل اتکینسون برای داشتن آینده ای پایدار گفت: تا این مرحله، بیشتر مزایای سیستم های (agrivoltaic) حول مناطق آب و هوایی گرم و خشک بوده است. برداشتن گامی در جهت ارزیابی قابلیت زیست ولتاژهای کشاورزی در اقلیم های شمال شرقی ایالات متحده نیز در کاهش رقابت کاربری زمین که جهان با آن روبروست بسیار مهم است.
منبع: ثریا
