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Agricoltura moderna
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Energia solare, raccolti, e il bestiame lavorano insieme presso l'Università del Massachusetts Crop Research and Education Center. Una ricerca avviata nel 2010 suggerisce che la generazione di energia solare può avvenire di pari passo con il pascolo del bestiame o la coltivazione di colture orticole.
“Lo scopo del nostro lavoro è stato quello di vedere se potevamo generare energia solare mantenendo la terra nella produzione agricola, ” afferma Stephen Herbert, agronomo dell'Università del Massachusetts (UM). I risultati della ricerca mostrano che l'agrivoltaico – o l'agricoltura a duplice uso – può davvero funzionare. La chiave è il design del pannello solare.
Il centro sta valutando la compatibilità delle colture e del bestiame di un pannello solare composto da tre pannelli impilati verticalmente ed elevati da un design unico di scaffalature che supporta i pannelli da 4 a 7 piedi da terra; Gli spazi da 2 a 5 piedi tra i gruppi di pannelli consentono alla luce di raggiungere le colture e l'erba che cresce sotto i pannelli. Configurazioni tradizionali, come gli array installati da grandi sviluppatori solari, sono tipicamente situati vicino al suolo in piano, solide catene di array che bloccano la luce solare e, così, togliere la terra dalla produzione agricola.
Però, non è il caso dell'installazione solare elevata da 17 kilowatt presso il centro di ricerca UM. “Ogni punto sotto i pannelli riceve circa due terzi della quantità totale di luce solare durante il giorno, "dice Herbert.
Di conseguenza, l'erba che cresce sotto i pannelli difficilmente perde un colpo. l'iniziale di Herbert, la valutazione triennale si è concentrata sulla crescita del foraggio e sulle prestazioni del bestiame al pascolo all'interno del pannello solare. “L'area sotto i pannelli ha prodotto dal 90% al 95% della resa dell'area di pascolo non coperta da pannelli solari, " lui dice. “Nelle calde giornate estive, le mucche si sdraiavano all'ombra sotto i pannelli”.
Herbert in seguito ha implementato una prova di tre anni che esaminava le prestazioni delle verdure coltivate in combinazione con il sistema solare. Ha piantato cavoli, Bietola, broccoli, e peperoni.
“Il primo anno è stato molto caldo e secco. Anche se ho irrigato bene nella trama di ricerca ombreggiata, così come nella trama di controllo non ombreggiata, le piante che crescono sotto i pannelli hanno dato una resa migliore delle piante di controllo, "dice Herbert.
Uno dei motivi per il miglioramento delle prestazioni dell'impianto nell'area parzialmente ombreggiata sotto il pannello solare potrebbe essere dovuto a una temperatura più fredda sotto i pannelli. “I campioni di tessuto prelevati dalle piante che crescono sotto i pannelli erano di 15°F. più fresche di quelle ricavate da piante che crescono in pieno sole, " lui dice.
Durante i due anni successivi, le condizioni di crescita erano più fresche e umide, con conseguente crescita più robusta nelle piante coltivate in pieno sole. Le verdure parzialmente ombreggiate hanno reso dal 45% al 60% della resa nelle parcelle di controllo.
I risultati della ricerca suggeriscono che la coltivazione di cibo e la generazione di energia solare sono buoni partner. “Se gli agricoltori stanno pianificando l'installazione di pannelli solari o vengono contattati da un'azienda solare che spera di sviluppare la loro terra in una fattoria solare, dovrebbero farlo in modo tale da poter continuare a coltivare la terra, " lui dice. "Possono continuare a guadagnare dall'agricoltura in aggiunta alle entrate guadagnate dall'energia solare".
Opzioni per la produzione agricola sotto i pannelli, però, sono limitate alle colture tipicamente coltivate e raccolte a mano o con piccoli macchinari. Colture impollinatrici amanti dell'ombra, piante da aiuola, colture da vivaio, e alberi da frutto o arbusti di piccola statura sono opzioni, oltre agli ortaggi e al bestiame di piccola e media taglia, come la maggior parte delle razze bovine e equine di razze non da tiro.
"Ci sono molte diverse opportunità per l'agricoltura a duplice uso, "dice Jordan Macknick, un analista con il National Renewable Energy Laboratory (NREL), che ricerca la produzione di piante nei parchi solari e finanzia partner in tutto il paese. “Le altezze dei pannelli convenzionali funzionano particolarmente bene con le pecore al pascolo, e i pannelli sopraelevati funzionano bene con le colture in crescita”.
Oltre al lavoro di Herbert in Massachusetts, il NREL sta finanziando progetti di ricerca a duplice uso in Arizona, Oregon, e Colorado. Le imprese agricole indipendenti a duplice uso stanno guadagnando terreno in Europa, lui dice.
In alcuni mercati potrebbe essere possibile commercializzare colture a duplice uso per un premio. “Oltre a guadagnare con la vendita di energia elettrica, i coltivatori possono essere in grado di vendere i raccolti a un prezzo a valore aggiunto perché vengono coltivati all'ombra dei pannelli solari, "dice Macknick. “Vediamo alcuni apicoltori, ad esempio, che sono in grado di commercializzare il loro miele a un prezzo premium perché è prodotto insieme alla generazione di energia solare.
I costi di investimento dei pannelli solari elevati variano ampiamente, che vanno da $ 2 a $ 5 per watt. “Il costo dipende dalla posizione, configurazione di sistema, e le tariffe di interconnessione addebitate dalle utenze locali, "dice Macknick. "Gli agricoltori devono ottenere un preventivo da uno sviluppatore solare per l'installazione di un sistema solare nella loro regione".
L'array solare al centro è stato installato da Hyperion Systems (hyperionsystemsllc.com) con sede in Massachusetts. Infatti, il fondatore dell'azienda, David Marley, aveva una visione di creare sistemi solari che preservassero la capacità produttiva dei terreni agricoli.
“La sua convinzione era prima il cibo e poi l'energia, ” dice il proprietario dell'azienda James Marley del suo defunto padre. "La sua idea ha ispirato il progetto di ricerca presso l'Università del Massachusetts e la collaborazione di una fondazione e due agenzie del settore pubblico".
Il design brevettato di Hyperion per le scaffalature dei pannelli solari lo pone in prima linea nel movimento che promuove la generazione di energia solare in concomitanza con la produzione alimentare. “Installiamo gli impianti senza l'utilizzo di plinti in calcestruzzo per i supporti, "dice Marley. "I fondamenti in cemento possono in genere occupare un paio di piedi quadrati attorno a ciascun palo di supporto".
I supporti Hyperion sono pali in acciaio da 4 a 8 pollici ancorati da flange in acciaio alle estremità, che vengono conficcati nel terreno fino a una profondità di 8 piedi. Il sistema è valutato per resistere a venti di 120 mph.
I guadagni energetici da un sistema solare dimensionato per soddisfare il fabbisogno energetico di una casa o di una fattoria si verificano in genere attraverso un accordo di scambio sul posto con l'utenza locale. L'energia generata dal sistema viene immessa in rete, e l'agricoltore preleva energia elettrica dalla rete a costo zero, fino all'importo generato dal sistema in azienda durante un determinato periodo.
"Diversi stati hanno incentivi diversi in termini di quanto pagheranno per l'elettricità, "dice Macknick.
Il programma Rural Energy of America dell'USDA (energy.gov) offre sovvenzioni per l'installazione di sistemi di energia rinnovabile. È possibile richiedere un credito d'imposta federale per l'installazione di un sistema di energia solare.
Stefano Herbert
413/545-2250
[email protected]
Giordano Macknick
303/275-3828
openei.org/wiki/inSPIRE
