Uzgoj usjeva ispod solarnih panela efikasniji nego na otvorenom polju, pokazuje nova studija

Istraživači su razvili novi model koji simulira mikroklimatske uslove ispod solarnih panela na poljoprivrednim površinama, otvarajući put ka efikasnijem korištenju zemljišta za istovremenu proizvodnju hrane i čiste energije.

Agrivoltaika — pristup u kojem se usjevi sade oko ili ispod redova solarnih panela — pokušava riješiti rastući sukob između potrebe za obnovljivom energijom i potrebe za poljoprivrednim zemljištem. Očekuje se da će fotonaponska tehnologija postati dominantan izvor energije do 2050. godine, ali paneli se često postavljaju na zemljište pogodno za uzgoj hrane.

Model koji obuhvata cijeli sistem

Dosadašnja istraživanja agrivoltaike uglavnom su se bavila pojedinačnim aspektima — dostupnošću svjetlosti ili rastom usjeva — bez sagledavanja složenih međuodnosa mikroklime, vrste usjeva, svjetlosti i tipa panela. Hosseini i saradnici predstavili su model koji simulira interakcije između solarnih panela, usjeva, tla, kretanja vazduha i vode te apsorpcije ugljendioksida, prateći tok energije, impulsa i mase kroz čitav agrivoltaički sistem.

Za provjeru tačnosti modela korišteni su podaci sa stvarnih agrivoltaičkih lokacija, uključujući mjerenja temperature listova u Davisu u Kaliforniji i temperature tla u Chicago Cityju u Minnesoti. Model je potom primijenjen na hipotetičku agrivoltaičku farmu paradajza, koristeći meteorološke podatke iz vrućeg i vlažnog dana u Princetonu u New Jerseyju — lokaciji reprezentativnoj za gusto naseljenu srednje-atlantsku regiju SAD-a, gdje su potražnja za hranom i energijom podjednako visoke.

Rezultati simulacije

Paradajz uzgajan ispod solarnih panela imao je temperaturu listova nižu za 1,84°C tokom dana u prosjeku, a tokom vrhunca popodnevne vrućine razlika je iznosila čak 7,56°C. Gubitak vode kroz evapotranspiraciju smanjen je za 22,4 posto. Iako su usjevi primali 47 posto manje sunčeve svjetlosti, apsorpcija ugljenika opala je za samo 31 posto, što ukazuje na to da su umjereniji uslovi smanjili toplotni stres biljaka i djelimično kompenzirali efekte zasjenjivanja.

Korist je zabilježena i za same solarne panele — bili su 5,6°C hladniji tokom dana u poređenju s panelima postavljenim na golom tlu, što im je omogućilo da povrate oko 15 posto efikasnosti koja se inače gubi na visokim temperaturama.

Bolje i za radnike

Prosječna percipirana temperatura za ljude smanjena je za 4,46°C tokom radnog vremena, što ukazuje na značajne prednosti za zdravlje i sigurnost poljoprivrednih radnika. Istraživači navode da se ovaj model može koristiti za ispitivanje prednosti agrivoltaičkih farmi u različitim klimatskim uslovima i za različite vrste usjeva.