Массачусетс лідирує в сонячних установках подвійного використання, що дозволяє вирощувати деякі культури та пасовищ, одночасно виробляючи чисту енергію.

Сонячні батареї на полях в Університеті Массачусетського культурно-дослідного та освітнього центру не схожі на те, що більшість із нас очікували. Замість того, щоб ловитись близько до землі, вони встановлені на відстані семи футів від землі, під ними достатньо місця для фермерів чи корів. Панелі розділені дво- та трифутовими проміжками, замість того, щоб щільно згуртовуватися. Світлові потоки через ці простори, а під ними ряди листяної капусти та брюссельського паростка замінюють типову голу землю або траву.

Ця незвичайна композиція є одним із перших прикладів сонячної установки подвійного використання - іноді її називають агроелектрикою. Це фотоелектричний масив, який піднятий досить далеко від землі та розміщений таким чином, що деякі культури все ще можуть рости навколо та під панелями. Мета полягає в тому, щоб допомогти фермерам урізноманітнити свої доходи за рахунок отримання відновлюваної енергії, зберігаючи землю в сільському господарстві та зменшуючи викиди парникових газів.

"Це здасться чудовою річчю - ви працюєте на фермі і використовуєте той самий точний простір для отримання грошей від виробництва сонячної енергії", - сказав Бред Мітчелл, заступник виконавчого директора Федерація фермерського бюро штату Массачусетс. "Але це ще на ранніх стадіях".

Ідея виробляти сонячну енергію та вирощувати врожаї на одних і тих же землях існує вже деякий час. Ізольовані демонстраційні та дослідницькі установки розміщені або заплановані в Арізона, Japan та Франція. В останні роки, однак, ця концепція стала більш привабливою, оскільки ціна фотоелектричних панелей впала, інтерес до відновлюваної енергії зростав, а фінансовий тиск на дрібних фермерів зростав. А оскільки сонячні масиви часто витісняють сільське господарство, викликаючи напругу між двома землекористуваннями, агроелектрики розглядаються як потенційна безпрограшна.

Массачусетс стоїть на передньому краї. Держава амбітна цілі відновлювальної енергетики—Поточні цілі вимагають отримання мегаватів вітру та сонячної потужності 3,600 до кінця 2020, подвоєння поточний вихід держави мегаватів 1,800 - викликали сплеск інтересу до розвитку сонячних проектів, але висока щільність населення держави означає, що наявних земель мало.

Крім того, багато місцевих прихильників продуктів харчування стверджують, що там вирощується недостатня частина їжі, яка споживається в штаті Массачусетс. Короткий вегетаційний період разом з високими витратами на робочу силу та землю можуть зробити фермерство в штаті Массачусетс фінансово невигідним. Деякі прихильники кажуть, що сонячні установки подвійного використання можуть потенційно полегшити ряд цих проблем одночасно.

Традиційно, коли розробники сонячної енергії звертаються до сільськогосподарських угідь для своїх проектів, майно здається в оренду або продається забудовнику, верхній ґрунт знімається, а панелі встановлюються на бетонних опорах, закладених у землю. Незважаючи на те, що ця зміна сприяє виробленню відновлюваної енергії, вона послаблює місцеве харчування. Деякі графств навіть почали забороняти масштабні сонячні розробки на сільськогосподарській власності як спосіб збереження земель.

Розробки подвійного використання особливо підходять для потреб Массачусетса, і держава використовує можливість. Установка UMass, партнерство між приватною сонячною компанією Hyperion Systems та університетом, - це унікальний дослідницький проект, спрямований на точний підрахунок того, як різняться різні культури при вирощуванні під піднятими панелями. А державна нова програма стимулювання сонячної енергії, відома як Сонячна Массачусетська поновлювана мета (SMART), пропонує додаткову компенсацію за проекти подвійного використання.

"Наскільки нам відомо, більше ніхто не займається тим, що ми робимо", - сказав Майкл Лехан, радник Hyperion Systems.

Історія походження агроволтаїки

Історія проектів подвійного використання в штаті Массачусетс сягає 2008, коли власник будівельної компанії Дейв Марлі встановив сонячний масив на даху штаб-квартири в Амхерсті і швидко вирішив, що хоче генерувати ще більше енергії. Коли він почав розглядати сільськогосподарські угіддя як місце розташування, Марлі вирішив знайти спосіб уникнути переривання землекористування.

"Він постійно наголошував:" Я хочу підтримувати землю живою і здоровою. Я не хочу прикривати землю ", - сказав Джеральд Палано, координатор відновлюваної енергії Департаменту сільськогосподарських ресурсів Массачусетса.

У 2009 Марлі з'єднався з дослідниками UMass, і в 2010 його бачення стало реальністю при будівництві масиву панелей 70 на дослідницькій фермі в Саут-Дірфілді, штат Массачусетс. Наступного року Марлі створив Hyperion Solar для здійснення нового підходу до відновлюваної енергії. Марлі помер у 2013, а його син Джеймс взяв на себе бізнес.

Сьогодні передбачена установка подвійного використання Дейва Марлі залишається на місці, просуваючи свої цілі. Нижні кінці панелей піднімаються на відстані семи футів від землі і піднімаються на ноги 15 у повітрі. Вони розташовані достатньо далеко один від одного, щоб сонячне світло проходив до поля внизу і може бути зміщений горизонтально для регулювання зазору. Панелі підтримуються вертикальними стовпами, вбудованими в землю футами 10. Бетон не застосовується, тому пошкодження ґрунту обмежені та повністю оборотні.

"Те, що насправді хвилює фермерів, - це земля", - сказав Лехан. "І є мінімальний зрив ґрунту".

З моменту появи в мережі 2011 масив Стівен Герберт, професор агрономії UMass, вивчає вплив панелей на ріст сільськогосподарських культур. Його результати були обнадійливими.

Коли він вирощував траву та інші кормові рослини для підтримки випасу корів, земля під панелями давала більше 90 відсотків стільки ж об’єму, скільки землі, що отримували пряме сонце. Для фермерів з яловичини та молочних продуктів, агровольтайкові масиви - це «не марець», - сказав Геберт, між укусами свіжого брюссельського паростка, який він вирвав зі стебла під панеллю.

Чи може Агроволтаїки працювати?

Ранні результати говорять про те, що при вирощуванні під панелями овочі, такі як перець, брокколі та швейцарська чард, можуть виробляти близько 60 відсотків обсягу, який вони б отримували на сонці. У той же час система подвійного використання пропонує приблизно половину потужності генерації електроенергії на гектар звичайної установки, а витрати вищі.

Однак, хоча ці системи пропонують менше вироблення енергії та нижчу продуктивність врожаю, ніж сонячні батареї чи сільське господарство, однаково комбінація окупається.

"Абсолютно", - сказали Лехан, Палано та Джеймс Марлі, майже в унісон.

Hyperion підрахував, що його установки подвійного використання окупляться приблизно за вісім років за середніх умов. Державні та федеральні гранти можуть скоротити цю шкалу.

Щоб допомогти прискорити прийняття нового підходу, Массачусетс вкладає гроші. У листопаді держава запустила програму SMART, яка сплачує власникам сонячних батарей фіксовану базову ставку за кожну кіловат-годину виробленої ними енергії. Потім зароблена сума віднімається від вартості електроенергії, яку вони отримують з електромережі, коли панелі не виробляють достатньо енергії. Якщо власник виробляє більше енергії, ніж використовує, він може застосувати ці кредити до майбутніх рахунків.

Базова ставка для цих сонячних установок коливається від центів 15 до 39 центів за кіловат-годину, залежно від розміру та місця розробки. Проекти, що поєднують сонячні батареї з землеробством, заробляють додаткові центи 6 за кіловат-годину. На практиці це означає, що система 1-мегават на сільськогосподарських угіддях із сонячними батареями у фіксованих положеннях, які могли б виробляти близько 1.2 мільйонів кіловат-годин енергії за рік, заробляли б додаткові $ 72,000 на рахунок електроенергії.

Протягом перших шести тижнів SMART п’ять заявок пропонували проекти подвійного використання та ще дві подали запити на попереднє визначення, попередній крок у процесі. Ще кілька розробників поцікавились потенційними розробками, зазначив Палано. Пропоновані проекти варіюються від 249 кіловат до 1.6 мегават.

"Ми вважаємо, що рівень зацікавленості існує у великих масштабних розробників та інших, але концепція нова, тому їм потрібно вкласти більше часу, щоб краще зрозуміти", - сказав він. "Ми раді бачити інтерес поки що."

Не кожна сільськогосподарська територія отримає користь від агроволтаїків. Додаткові витрати та зусилля можуть не мати сенсу в регіоні, в якому вже є багато відкритого, несільськогосподарського простору для розміщення сонячних масивів, наприклад.

Сонячний масив подвійного використання в штаті Массачусетс.

Однак у таких місцях, як Массачусетс, Палано сказав, що технологія лише стане кращою та кориснішою. Він вже бачить інтерес до панелей, які рухаються слідом за сонцем, максимізуючи свою енергію. Він також очікує зростання інтересу до зберігання, по суті великих батарей, які можуть збирати енергію та зберігати її для використання, коли не світить сонце. Майбутнє може включати навіть напівпрозорі панелі, які пропускатимуть більше світла для рослин, що ростуть внизу, додав він.

"Ми говоримо:" Подивимось, чи зможемо ми перейти на наступний рівень ", - сказав Палано. "Ми з нетерпінням чекаємо на нововведення".

Ця стаття спочатку з'явилася на Цивільне харчування

про автора

Сара Шемкус - позаштатна репортерка та редакторка, яка пише про бізнес, технології, продукти харчування та місця, де вони всі зустрічаються. Її роботи, як з'явилося в Бостон глоб, The Guardian, Шифер та інші вишукані видання. Її пристрасті включають ринки фермерів, океан, дані, гострий сир чеддар, таємничі романи, Національне громадське радіо, пунктуальність, подорожі та належна граматика. Слідкуйте за Сарою у Twitter @shemkus.

Верхнє фото: Помідори, що ростуть під сонячними батареями в Університеті штату Массачусетс. (Всі фотографії надані Hyperion Systems.)

Суміжні книги

at InnerSelf Market і Amazon