Источник: cleanenergyeconomymn.org.
Агривольтаика — это новый подход к производству солнечной энергии, который предполагает сочетание солнечных панелей с сельскохозяйственными методами, такими как растениеводство, выпас скота или места обитания опылителей на одной и той же земле. Интегрируя солнечные панели с другими видами землепользования, агровольтаика стремится максимизировать эффективность использования земель и ресурсов. Солнечные панели обеспечивают выработку экологически чистой энергии, одновременно предлагая такие преимущества, как тень, снижение испарения воды и снижение температуры для выращиваемых растений или животных.
Этот инновационный подход способствует производству продуктов питания или биомассы, а также производству чистой энергии, способствуя симбиотическим отношениям между сельским хозяйством и солнечной энергией, что повышает продуктивность земель и способствует более устойчивому и прибыльному будущему.
Агривольтаика отличается от других проектов солнечной энергетики тем, что земля под солнечными панелями и вокруг них используется для другой цели. Эта уникальная функция дает ряд преимуществ:
Оптимизация земель: Агривольтаика позволяет продуктивно использовать землю, сочетая выработку солнечной энергии с сельскохозяйственной деятельностью. Это позволяет фермерам генерировать чистую энергию, одновременно используя одну и ту же землю для выращивания сельскохозяйственных культур или выпаса скота, максимизируя эффективность и продуктивность земли.
Увеличение урожайности: наличие солнечных панелей над посевами обеспечивает тень, уменьшая чрезмерное тепло и испарение. Этот эффект затенения помогает создать микроклимат, который может смягчить экстремальные колебания температуры и потерю воды, что приводит к повышению урожайности сельскохозяйственных культур и снижению потребности в воде.
Повышение эффективности использования ресурсов. Сосуществование солнечных панелей и сельскохозяйственных культур способствует повышению эффективности использования ресурсов. Панели улавливают солнечную энергию для производства электроэнергии, а эффект затенения снижает потребность в орошении и экономит воду.
Диверсификация доходов. Агривольтаика может предложить фермерам дополнительные источники дохода, позволяя им производить и продавать чистую энергию вместе со своей сельскохозяйственной продукцией. Такая диверсификация источников дохода может способствовать экономической жизнеспособности и устойчивости сельскохозяйственных операций.
Одна из основных проблем, связанных с агровольтаикой, заключается в том, что первоначальная стоимость агроэлектрических систем может быть дорогостоящей, поскольку они часто имеют более сложную конструкцию систем, чем традиционные солнечные панели, и могут потребовать структурных модификаций, чтобы сделать возможным двойное землепользование. Несмотря на долгосрочную экономию средств, стоимость оборудования и строительства может быть высокой по сравнению с традиционным сельским хозяйством или автономными солнечными установками. Финансовые барьеры могут препятствовать широкому внедрению, особенно среди мелких фермеров или регионов с ограниченными ресурсами.
Еще одна проблема, как и в случае со многими технологиями на ранней стадии, заключается в том, чтобы обеспечить фермерам доступ к обучению, технической помощи, а образовательные ресурсы имеют решающее значение для фермеров, разработчиков агроэлектрических систем и политиков, чтобы полностью понять потенциальные выгоды и преодолеть проблемы, связанные с реализацией агровольтаических проектов. Интерес к агривольтаике растет, поэтому обеспечение фермеров ресурсами, необходимыми для внедрения агровольтаических систем, будет иметь решающее значение в будущем.
Для установки агроэлектрических систем необходимо найти сельскохозяйственные земли, которые хорошо подходят как для солнечных ферм, так и для сельскохозяйственной деятельности, а также преодолеть ограничения на передачу и подключение к сетям и привлечь фермеров, заинтересованных в инновациях в своей деятельности. Выполнение всех трех условий может оказаться непростой задачей.
В настоящее время в Миннесоте реализуется несколько агровольтаических проектов, но технология все еще находится на стадии становления. Все существующие проекты в Миннесоте включают в себя места обитания опылителей, выпас скота или сочетание того и другого.
В агроэлектрических системах, благоприятных для опылителей, есть кустарники, травы и цветы, производящие нектар или пыльцу, которые привлекают опылителей, таких как пчелы и бабочки, под и вокруг солнечных панелей. Эти проекты могут улучшить услуги по опылению близлежащих сельскохозяйственных культур. Улучшение опыления может повысить урожайность сельскохозяйственных культур, улучшить качество фруктов и увеличить производство семян, что принесет пользу фермерам. Кроме того, солнечные установки, создающие среду обитания для опылителей, могут со временем привести к экономии затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание благодаря преимуществам, которые опылители создают для здоровья экосистемы. Большинство существующих в Миннесоте агроэлектрических систем, благоприятных для опылителей, расположены в южной половине штата.
Компания Connexus Energy, базирующаяся в Миннесоте, внедряет агровольтаику, благоприятную для опылителей. В статье, опубликованной компанией, описывается их партнерство с Prairie Restorations, в рамках которого они спроектировали благоприятный для опылителей цветущий луг под солнечной батареей на территории кампуса. С тех пор Connexus уделяет приоритетное внимание управлению земельными ресурсами во всех своих солнечных проектах, которые в настоящее время охватывают более 120 акров и выращивают более 15 миллионов местных и благоприятных для опылителей растений.
В настоящее время проводится множество исследований, чтобы лучше понять степень преимуществ агроэлектрических систем, благоприятных для опылителей, в том числе одно в Миннесоте. Проект Министерства энергетики США по инновационным методам использования солнечной энергии, интегрированным с сельской экономикой и экосистемами (InSPIRE), проводит исследования в области агровольтаики, благоприятной для опылителей, в округах Анока и Этуотер. Правительство штата также продемонстрировало поддержку агровольтаики, благоприятной для опылителей.
В 2022 году Миннесота учредила Солнечную программу, благоприятную для среды обитания, которая поддерживает создание солнечных проектов, благоприятных для опылителей, с помощью технических ресурсов и форм оценки проектов.
Пастбищные агриволатические проекты сочетают производство солнечной энергии с выпасом скота под солнечными панелями или между ними. Интеграция выпаса скота с производством солнечной энергии может обеспечить дополнительные источники дохода для фермеров. Используя землю для выпаса скота, фермеры могут диверсифицировать свою сельскохозяйственную деятельность, одновременно получая доход от производства солнечной энергии. Преимущества управляемого выпаса для здоровья почвы также могут привести к долгосрочной экономии затрат для фермеров. InSPIRE в настоящее время исследует пастбищную агровольтаику в Чисаго. Программа Habitat Friendly Solar также обеспечивает поддержку проектов по выпасу скота.
Несмотря на то, что в Миннесоте уже существует множество мест обитания опылителей и пастбищных агроэлектрических установок, в Миннесоте еще нет каких-либо агровольтаических проектов по производству сельскохозяйственных культур. Более 70% сельскохозяйственных угодий в Миннесоте используется для выращивания кукурузы и соевых бобов. Агривольтаика совместима только с теневыносливыми культурами, такими как листовая зелень, а кукурузе и соевым бобам для процветания требуется полный солнечный свет. Исследователи по всей стране работают над тем, чтобы понять, какие виды культур и в каких местах наиболее совместимы с агровольтаикой. Они также изучают, какие места и условия наиболее подходят для создания благоприятных для опылителей систем, выпаса скота и растениеводства.
Агривольтаика имеет большой потенциал для последовательного роста в ближайшие годы. Поскольку обеспокоенность по поводу солнечной энергии и землепользования растет, агровольтаика предлагает решение многопользовательского землепользования. Следующее будет способствовать развитию агровольтаики в Миннесоте:
Политическая и нормативно-правовая база: Политика, поддерживающая агровольтаику, поможет ускорить ее рост. Это может включать финансовые стимулы, налоговые льготы или гранты для фермеров и разработчиков солнечной энергии, которые внедряют агровольтаические системы.
Исследовательские и демонстрационные проекты: Проведение исследовательских и демонстрационных проектов, касающихся климата Миннесоты, методов ведения сельского хозяйства и сортов сельскохозяйственных культур, может помочь подтвердить осуществимость и преимущества агривольтаики в Миннесоте.
Обучение и разъяснительная работа с фермерами и обществом: Обучение фермеров потенциальным преимуществам и проблемам агривольтаики имеет важное значение. Могут быть организованы информационно-пропагандистские мероприятия, семинары и учебные программы, чтобы предоставить фермерам необходимые знания для принятия решения, хотят ли они внедрять агривольтаику. Кроме того, привлечение местных сообществ и повышение осведомленности о преимуществах агровольтаики может помочь обеспечить общественную поддержку этих проектов.
Сотрудничество и партнерство. Сотрудничество между различными заинтересованными сторонами имеет решающее значение для роста агровольтаики в Миннесоте. Это включает в себя партнерство между разработчиками солнечной энергии, сельскохозяйственными организациями, исследовательскими институтами и государственными учреждениями. Обмен знаниями, опытом и ресурсами может ускорить реализацию агровольтаических проектов.
Федеральные политики предпринимают двухпартийные усилия по развитию агровольтаики по всей стране. Закон о мощности опылителей, предложенный сенаторами Джеффом Меркли (демократ от штата Орегон) и Кори Букером (демократ от штата Нью-Джерси), направлен на то, чтобы сделать приоритетными солнечные проекты, которые создают среду обитания для опылителей. Закон об исследованиях и демонстрациях агривольтаики, предложенный сенаторами Мартином Генрихом (демократ от Нью-Мексико) и Майком Брауном (республиканец от Индианы), предусматривает выделение 75 миллионов долларов в течение четырех лет на исследовательские и демонстрационные проекты, связанные с агривольтаикой. По данным Canary Media, эти законопроекты направлены на решение проблем, связанных с потерей сельскохозяйственных земель из-за солнечных ферм, а также на поддержку фермеров и достижение климатических целей. Законопроекты обеспечат финансирование исследований и помогут заполнить пробелы в знаниях, чтобы определить жизнеспособность агровольтаики в разных регионах и с различными культурами или животноводством.
По мере того, как агровольтаика набирает обороты, она создаст новые возможности в сельскохозяйственном и энергетическом секторах, предлагая путь, который гармонизирует производство продуктов питания и производство экологически чистой энергии. Благодаря постоянным исследованиям, поддерживающей политике и совместным усилиям, агровольтаика способна поддерживать устойчивый рост в ближайшие годы в Миннесоте и за ее пределами.