18.08.2019
Согласно исследованию Университета штата Орегон, наиболее продуктивными местами нашей планеты для производства и использования солнечной энергии являются сельскохозяйственные угодья.
Исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, показывает, что если бы менее 1% сельскохозяйственных угодий было преобразовано в солнечные батареи, этого было бы достаточно для удовлетворения глобального спроса на электроэнергию. Концепция совместного освоения одной и той же площади земли, как для солнечной фотоэлектрической энергии, так и для традиционного сельского хозяйства известна как агротехника.
Автор исследования, Чад Хиггинс, доцент в Колледже сельскохозяйственных наук ОГУ, говорит: «Наши результаты показывают, что существует огромный потенциал для солнечной энергетики и сельского хозяйства, для совместной работы по обеспечению человечества зеленой и безопасной энергией. Существует старая поговорка о том, что сельское хозяйство может перепроизводить что угодно. Это то, что мы нашли и в электричестве. Оказывается, что еще 8000 лет назад фермеры нашли лучшие места на Земле, для сбора солнечной энергии».
Результаты этого исследования крайне важны, в том числе для современной практики строительства больших солнечных станций в пустынях, добавил Хиггинс.
«Солнечные панели – оборудование достаточно привередливое. Их эффективность снижается при повышении температуры панелей. На бесплодной земле они горячее, и их производительность меньше, чем она может быть на квадратном метре плодородной земли».
В своем исследовании ученые OSU проанализировали данные о выработке электроэнергии, собранные Tesla. Она установила пять больших наземных солнечных станций на сельскохозяйственных землях, принадлежащих штату Орегон. Также группа изучила данные, собираемые каждые 15 минут на солнечной батарее 35-й улицы, установленной в 2013 году на западной стороне кампуса OSU Corvallis.
Исследователи синхронизировали информацию Тесла с данными, собранными на исследовательских станциях по микроклимату. Они были установлены в массиве, и регистрировали среднюю температуру воздуха, относительную влажность, скорость ветра, направление ветра, влажность почвы и поступающую солнечную энергию.
Основываясь на этих результатах, Эльназ Хассанпур Аде, выпускник программы инженерии водных ресурсов ОГУ и соавтор исследования, разработал модель для фотоэлектрической эффективности в зависимости от температуры воздуха, скорости ветра и относительной влажности.
«Мы обнаружили, что когда на улице прохладно, эффективность повышается. Если жарко, эффективность снижается. Когда наступает безмолвное спокойствие, эффективность хуже, но умеренный ветер ее повышает. Когда повышается влажность, солнечные панели производят меньше энергии».
Используя глобальные карты, сделанные из спутниковых изображений, Аде затем применил эту модель во всем мире, охватывая 17 классов всемирно признанного земного покрова, включая такие классы, как пахотные земли, смешанные леса, городские районы и саванны. Затем классы были ранжированы от лучших (пахотные земли) до худших (снег / лед) с точки зрения того, где солнечная панель будет наиболее продуктивной.
Затем модель была переоценена для оценки агротехнического потенциала для удовлетворения прогнозируемого глобального спроса на электроэнергию, который был определен Всемирным банком.
Хиггинс и Адех ранее опубликовали исследование, которое показывает, что солнечные батареи улучшают сельскохозяйственное производство на сухих, неорошаемых сельскохозяйственных угодьях. Эти результаты показали, что размещение солнечных панелей на пастбищах или сельскохозяйственных полях способно существенно повысить урожайность.