По данным исследования Университета штата Орегон, наиболее продуктивными местами на Земле для солнечной энергетики являются сельскохозяйственные угодья.
Исследование, опубликованное сегодня в журнале Scientific Reports, показывает, что если бы менее 1% сельскохозяйственных земель было преобразовано в солнечные батареи, этого было бы достаточно для удовлетворения глобального спроса на электроэнергию. Концепция совместного освоения одного и того же участка земли как для солнечной фотоэлектрической энергии, так и для традиционного сельского хозяйства известна как агроэлектроэнергетика.
«Наши результаты показывают, что у солнечной энергетики и сельского хозяйства есть огромный потенциал для совместной работы для обеспечения надежной энергии», - сказал соответствующий автор Чад Хиггинс, доцент Колледжа сельскохозяйственных наук OSU.«Существует старая поговорка, что сельское хозяйство может производить все, что угодно. Это то, что мы обнаружили и в электричестве. Оказывается, 8 000 лет назад фермеры нашли лучшие места на Земле для сбора солнечной энергии».
Результаты имеют значение для нынешней практики строительства больших солнечных батарей в пустынях, сказал Хиггинс.
"Солнечные панели привередливы", сказал он. «Их эффективность падает по мере того, как нагреваются панели. Эта бесплодная земля тем жарче. Их производительность меньше, чем она могла бы быть на акр».
В своем исследовании исследователи OSU проанализировали данные о производстве электроэнергии, собранные компанией Tesla, которая установила пять крупных наземных солнечных электрических батарей, связанных с сетью, на сельскохозяйственных землях, принадлежащих штату Орегон. В частности, команда изучила данные, собираемые каждые 15 минут на солнечной батарее на 35-й улице, установленной в 2013 году на западной стороне кампуса OSU в Корваллисе.
Исследователи синхронизировали информацию Теслы с данными, собранными исследовательскими станциями микроклимата, которые они установили на массиве, которые регистрировали среднюю температуру воздуха, относительную влажность, скорость ветра, направление ветра, влажность почвы и поступающую солнечную энергию.
Основываясь на этих результатах, Эльназ Хассанпур Адех, недавний доктор философии. выпускник программы инженерии водных ресурсов OSU и соавтор исследования, разработал модель фотоэлектрической эффективности в зависимости от температуры воздуха, скорости ветра и относительной влажности.
"Мы обнаружили, что когда на улице прохладно, эффективность повышается", - сказал Хиггинс. «Если жарко, эффективность ухудшается. В абсолютный штиль эффективность ухудшается, но немного ветра улучшает ее. По мере того, как условия становились более влажными, панели работали хуже. счастливее, когда прохладно, ветрено и сухо."
Используя глобальные карты, составленные из спутниковых изображений, Адех затем применил эту модель по всему миру, охватив 17 классов общепринятого земного покрова, включая такие классы, как пахотные земли, смешанные леса, города и саванны. Затем классы ранжировались от лучших (пахотные земли) до худших (снег/лед) с точки зрения того, где солнечная панель будет наиболее продуктивной.
Затем модель была переоценена для оценки агроэлектрического потенциала для удовлетворения прогнозируемого глобального спроса на электроэнергию, который был определен Всемирным банком.
Хиггинс и Аде ранее опубликовали исследование, которое показывает, что солнечные батареи увеличивают сельскохозяйственное производство на засушливых, неорошаемых сельскохозяйственных угодьях. Эти результаты показали, что размещение солнечных батарей на пастбищах или сельскохозяйственных полях может повысить урожайность.
Соавторами недавнего исследования были Стивен Гуд, доцент кафедры биологической и экологической инженерии ОГУ, и Марк Калаф, доцент кафедры машиностроения в Университете штата Юта.