Panele słoneczne lepiej radzą sobie z ciepłem, gdy są połączone z uprawami. Takie wnioski wynikają z badań przeprowadzonych przez naukowców, którzy odkryli, że optymalne rozmieszczenie paneli słonecznych na farmach może je schłodzić nawet o 10 stopni, co wpływa na ich wydajność. Wyniki te są ważnym wkładem w rozwijającą się naukowo agriwoltaikę, metodę, która ma na celu zminimalizowanie konkurencji między produkcją energii a żywności. Agriwoltaika zwiększa efektywność wykorzystania gruntów, produkuje dużo energii elektrycznej na minimalnej powierzchni i poprawia plony poprzez ochronę roślin przed ciepłem i wiatrem.
Unikalny model symulujący wpływ różnych czynników na farmy słoneczne
Badacze wykorzystali unikalny model, który symulował wpływ różnych czynników, takich jak pokrycie terenu, ilość ewapotranspiracji z roślinności oraz wysokość paneli w połączeniu z wpływem na mikroklimat. Na podstawie tych czynników opracowano 18 różnych scenariuszy, które uwzględniały także prędkość wiatru i temperaturę powietrza. Model wyznaczył bardzo dokładne zalecenia dla gospodarstwa agrowłókninowego w Ontario, które naukowcy wykorzystali jako przypadek testowy.
Pasywne chłodzenie poprzez roślinność zwiększa produkcję energii i trwałość paneli
Wyniki badań wykazały, że zawieszenie paneli słonecznych nad obszarem porośniętym soją zmniejszyłoby temperaturę paneli o 10°C w porównaniu z tradycyjnymi farmami słonecznymi zbudowanymi nad gołą ziemią. Wynikało to głównie ze zdolności soi do odbijania światła (70%, w porównaniu do zaledwie 20% na gołej ziemi), co schładzało powierzchnię ziemi i zmniejszało ekspozycję paneli na ciepło. Wysokość paneli również miała znaczenie – model wykazał, że skonstruowanie paneli słonecznych na nogach, które stały 4 metry nad uprawami, stworzyło optymalne warunki dla konwekcyjnego chłodzenia pomiędzy ziemią a urządzeniami. Roślinność ewapotranspiracyjna zapewniała chłodzenie, ponieważ u podstawy paneli tworzyły się krople wody.
Naukowcy podkreślają, że panele słoneczne doświadczają spadku wydajności o 0,5% na każdy stopień wzrostu powyżej 25 °C, dlatego pasywne chłodzenie poprzez roślinność zwiększa ich ogólną produkcję i trwałość. Dodatkowo, może to prowadzić nawet do większych korzyści ekonomicznych dla rolników, którzy mogą zyskać dodatkowe źródło dochodu z produkcji energii elektrycznej.
Warto zaznaczyć, że badania nad agriwoltaiką są wciąż w początkowej fazie, a wiele kwestii wymaga dalszych badań i badań terenowych. Nie mniej jednak, odkrycie naukowców związane z optymalnym rozmieszczeniem paneli słonecznych na farmach, które pozwala na zmniejszenie temperatury powierzchni o 10 stopni, jest przełomowe i może mieć ogromne znaczenie dla przyszłości agriwoltaiki.
Połączenie produkcji energii z produkcją żywności jest ważne dla zapewnienia zrównoważonego rozwoju. Wykorzystanie terenów rolniczych do produkcji energii słonecznej może pomóc w zwiększeniu efektywności wykorzystania gruntów oraz w produkcji czystej energii. W tym kontekście badania nad agriwoltaiką mają ogromny potencjał i mogą pomóc w osiągnięciu celów związanych z zrównoważonym rozwojem i walką ze zmianami klimatu.
Badania nad agriwoltaiką mają potencjał w osiągnięciu celów związanych z zrównoważonym rozwojem i walką ze zmianami klimatu
Wnioski płynące z badań naukowych mogą również pomóc w tworzeniu polityki publicznej dotyczącej zwiększenia wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych. Zwiększenie produkcji energii elektrycznej z energii słonecznej może przyczynić się do redukcji emisji gazów cieplarnianych i osiągnięcia celów związanych z redukcją emisji CO2.
Podsumowując, odkrycie naukowców, że optymalne rozmieszczenie paneli słonecznych na farmach może je schłodzić o 10 stopni, jest przełomowe i może mieć duże znaczenie dla przyszłości agriwoltaiki. Połączenie produkcji energii z produkcją żywności jest ważne dla zrównoważonego rozwoju, a badania nad agriwoltaiką mają ogromny potencjał w tym zakresie. Warto dalsze badania w tej dziedzinie, aby jak najlepiej wykorzystać potencjał energii słonecznej w zgodzie z zasadami zrównoważonego rozwoju.
Źródło:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0306261922017354
