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Der Anbau von Pflanzen unter Sonnenkollektoren könnte die Energieproduktion erheblich steigern

Bei gleichzeitiger Maximierung der Landproduktivität.

Agrivoltaik ist ein Begriff, von dem wir in den kommenden Jahren wahrscheinlich noch viel hören werden.

Oft bekannt als Solar Sharing, Agrovoltaik Hier trifft Solartechnologie auf traditionelle Landwirtschaft. Diese Systeme sind unkompliziert: Sonnenkollektoren werden auf einer höheren Ebene installiert, damit Pflanzen darunter wachsen können. Dies mag nicht intuitiv erscheinen, aber zu viel Sonnenlicht kann die Pflanzen belasten und die Pflanzen beschattenbedeutet, dass sie weniger Wasser benötigen, das normalerweise auf offenem Feld schnell verdunstet. Außerdem "schwitzen" die Pflanzen, kühlen die darüber liegenden Platten und erhöhen ihre Effizienz. Dies führt zu einer Win-Win-Situation, in der die Landproduktivität maximiert wird.

Eine hochkarätige Studie bietet eine neue Perspektive

Während dieses System in den letzten Jahren an Popularität gewonnen hat, haben nur wenige Studien alle Aspekte der damit verbundenen Prozesse gründlich verfolgt und untersucht. Jetzt in einer neuen Studie veröffentlicht in Natur Nachhaltigkeit, das auf einer umfassenden Untersuchung des einfallenden Sonnenlichts, der Lufttemperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit basiert, haben Forscher herausgefunden, dass aktuelle Ackerflächen die „Landbedeckungen mit dem größten PV-Energiepotenzial“ sind.eine Pressemitteilung.

Um die Studie durchzuführen, gründeten die Forscher der University of Arizona unter der Leitung von Greg Barron-Gafford, einem außerordentlichen Professor an der School of Geography and Development, den ersten Forschungsstandort für Agrarvoltaik in Biosphäre 2, dem lebenden Labor, in dem der Klimawandel kürzlich dasSchwerpunkt der interdisziplinären Forschung.

Die Forscher konzentrierten sich auf Chiltepin-Pfeffer-, Jalapeno- und Kirschtomatenpflanzen, die unter einer Solar-Photovoltaik- oder PV-Panel-Anordnung angebaut wurden. Während der durchschnittlichen dreimonatigen Sommer-Wachstumssaison verwendeten die Forscher über der Bodenoberfläche angebrachte Sensoren, um kontinuierlich das einfallende Licht aufzuzeichnenNiveaus, Lufttemperatur und relative Luftfeuchtigkeit sowie Bodenoberflächentemperatur und -feuchtigkeit.

Solarmodule könnten Farmen ein neues Leben geben

Sie fanden heraus, dass das Agrovoltaik-System einen erheblichen Einfluss auf drei Pflanzenwachstums- und Reproduktionsfaktoren hatte: Lufttemperatur, direkte Sonneneinstrahlung und atmosphärischer Wasserbedarf. Der Schatten der PV-Module führte zu kühleren Tagestemperaturen und wärmeren Nachttemperaturen als die traditionelle MethodeDas System hatte auch ein verringertes Dampfdruckdefizit, was darauf hindeutet, dass mehr Feuchtigkeit in der Luft war.

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Zum Beispiel produzierten Jalapenos in beiden eine ähnliche Menge an Früchten, aber mit 65 Prozent weniger transpirativem Wasserverlust im Agrarsystem. Die Forscher glauben, dass diese Ergebnisse darauf hindeuten, dass wir unseren Wasserverbrauch reduzieren könnten, aber dennoch das Niveau der Nahrungsmittelproduktion aufrechterhalten könnten.

"Wir haben festgestellt, dass viele unserer Nahrungspflanzen im Schatten von Sonnenkollektoren besser gedeihen, weil sie von der direkten Sonne verschont sind", erklärte Baron-Gafford, in einer Pressemitteilung. "Tatsächlich war die Gesamtproduktion von Chiltepin-Früchten unter den PV-Modulen in einem Agrarsystem dreimal höher und die Tomatenproduktion war doppelt so hoch!"

Da die Leistung von Sonnenkollektoren bei Erwärmung abnimmt, steigert die Reduzierung der Temperatur der Pflanzen die Effizienz der Energieerzeugung.

"Diese überhitzenden Sonnenkollektoren werden tatsächlich dadurch abgekühlt, dass die Getreide darunter geben Wasser durch ihren natürlichen Prozess der Transpiration ab – genau wie die Mister auf der Terrasse Ihres Lieblingsrestaurants", erklärte Barron-Gafford. "Alles in allem ist dies eine Win-Win-Win-Situation in Bezug auf unser Wachstumunsere Nahrung, nutzen unsere kostbaren Wasserressourcen und produzieren erneuerbare Energie.“

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Ein weiterer Vorteil ist, dass Agrovoltaik auch Landarbeitern zugute kommen könnte, die einem Hitzschlag oder hitzebedingten Tod ausgesetzt sind, da vorläufige Ergebnisse zeigen, dass die Arbeit in einer Agrovoltaikregion die Hauttemperatur um etwa -7,778°C 18°F kühler halten kannals die herkömmliche Alternative.

Die Studie sieht unglaublich vielversprechend aus, aber die Forscher sagen, dass es mehr Forschung mit zusätzlichen Pflanzenarten geben muss. Das Team arbeitet derzeit mit dem National Renewable Energy Lab des US-Energieministeriums zusammen, um zu analysieren, wie effektiv Agrivoltaik in anderen Regionen arbeiten kann undhilft der Landwirtschaft da es unter den schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels leidet.

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