Nuôi trồng dưới tấm pin mặt trời tiết kiệm nước và tạo ra năng lượng

Nuôi trồng dưới tấm pin mặt trời tiết kiệm nước và tạo ra năng lượng

Một khu vườn trên bầu trời truyền thống nằm bên cạnh một hệ thống nông học, trong đó các nhà máy được trồng dưới các tấm quang điện mặt trời. Nghiên cứu được thực hiện tại Biosphere 2, có thể nhìn thấy trong nền. (Tín dụng: Patrick Murphy / U. Arizona)

Các nhà nghiên cứu cho biết việc trồng trọt dưới các tấm pin mặt trời, một quá trình gọi là nông học, có thể thúc đẩy sản xuất lương thực, tiết kiệm nước và hiệu quả sản xuất điện.

Xây dựng khả năng phục hồi trong sản xuất năng lượng và thực phẩm tái tạo là một thách thức cơ bản trong thế giới thay đổi ngày nay, đặc biệt là ở các khu vực dễ bị nóng và hạn hán.

Agrivoltaics, còn được gọi là chia sẻ năng lượng mặt trời, là một ý tưởng đã đạt được lực kéo trong những năm gần đây. Tuy nhiên, một số nghiên cứu đã theo dõi tất cả các khía cạnh của hệ thống thực phẩm, năng lượng và nước liên quan, và không có nghiên cứu nào tập trung vào các vùng đất khô cằn khu vực gặp phải những thách thức sản xuất thực phẩm và thiếu nước, nhưng có quá nhiều năng lượng mặt trời.

Nhiều người trong chúng ta muốn có nhiều năng lượng tái tạo hơn, nhưng bạn sẽ đặt tất cả những tấm đó ở đâu? Khi lắp đặt năng lượng mặt trời phát triển, chúng có xu hướng ra ngoài rìa các thành phố, và đây là lịch sử nơi chúng ta đã trồng thực phẩm, ông nói, Greg Barron-Gafford, phó giáo sư tại Trường Địa lý và Phát triển tại Đại học Arizona và tác giả chính của bài báo ở Tính bền vững của thiên nhiên.

Trong bóng râm của các tấm pin mặt trời, một thiết bị màu xanh lá cây được sử dụng để thử nghiệm có hình diễn viên Jeff Daniels là nhân vật của anh ta từ Big Lebowski, ngồi bên cạnh một số cây trồng nhỏCác nhà nghiên cứu đã sử dụng các công cụ để liên tục theo dõi một số yếu tố chính, bao gồm mức độ ánh sáng đến, nhiệt độ không khí, độ ẩm tương đối, nhiệt độ bề mặt đất và độ ẩm của đất. (Ảnh: Greg Barron-Gafford / U. Arizona)

Một nghiên cứu gần đây trong Thiên nhiên phát hiện ra rằng các vùng trồng trọt hiện tại là vùng đất trên đất liền có tiềm năng năng lượng mặt trời lớn nhất PV dựa trên một phân tích sâu rộng về ánh sáng mặt trời tới, nhiệt độ không khí và độ ẩm tương đối.

Vì vậy, bạn thích sử dụng đất nào? Barron-Gafford, người cũng là nhà nghiên cứu của Biosphere 2 cho biết, thách thức này xảy ra ngay tại giao điểm của các kết nối môi trường-con người và đó là nơi các nhà địa lý tỏa sáng! Chúng tôi bắt đầu hỏi, 'Tại sao không làm cả hai ở cùng một nơi?' Và chúng tôi đã trồng các loại cây trồng như cà chua, ớt, củ cải, cải xoăn và các loại thảo mộc trong bóng râm của các tấm pin mặt trời kể từ đó.

Làm trong bóng râm

Sử dụng quang điện mặt trời, hoặc PV, các tấm và rau quả trong khu vực, nhóm nghiên cứu đã tạo ra địa điểm nghiên cứu nông học đầu tiên tại Biosphere 2. Các giáo sư và sinh viên, cả đại học và sau đại học, đã đo lường mọi thứ từ khi cây nảy mầm đến lượng cây carbon được hút ra khỏi bầu khí quyển và nước mà chúng thải ra, cho đến tổng sản lượng lương thực của chúng trong suốt mùa sinh trưởng.

Nghiên cứu tập trung vào cây ớt chiltepin, jalapeno và cây cà chua anh đào được định vị dưới một mảng PV. Trong suốt mùa phát triển mùa hè trung bình ba tháng, các nhà nghiên cứu liên tục theo dõi mức độ ánh sáng tới, nhiệt độ không khí và độ ẩm tương đối bằng cách sử dụng các cảm biến gắn trên bề mặt đất, nhiệt độ bề mặt đất và độ ẩm ở độ sâu 5 cm. Cả khu vực trồng truyền thống và hệ thống nông nghiệp đều nhận được tỷ lệ tưới bằng nhau và các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm chúng bằng cách sử dụng hai kịch bản tưới tiêu, tưới tiêu hàng ngày và tưới tiêu mỗi ngày.

Họ phát hiện ra rằng hệ thống nông học ảnh hưởng đáng kể đến ba yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển và sinh sản của thực vật Nhiệt độ không khí, ánh sáng mặt trời trực tiếp và nhu cầu nước trong khí quyển. Bóng râm mà các tấm PV cung cấp dẫn đến nhiệt độ ban ngày mát hơn và nhiệt độ ban đêm ấm hơn so với hệ thống trồng cây trên bầu trời truyền thống. Ngoài ra còn có sự thâm hụt áp suất hơi thấp hơn trong hệ thống agrivoltaics, có nghĩa là có nhiều độ ẩm trong không khí.

Chúng tôi nhận thấy rằng nhiều loại cây lương thực của chúng tôi làm tốt hơn trong bóng râm của các tấm pin mặt trời vì chúng tránh được ánh nắng mặt trời trực tiếp, theo ông Bar Baron-Gafford. Trên thực tế, tổng sản lượng trái cây chiltepin cao gấp ba lần so với các tấm PV trong một hệ thống nông nghiệp, và sản lượng cà chua lớn gấp đôi!

Jalapenos đã sản xuất một lượng trái cây tương tự trong cả hệ thống agrivoltaics và cốt truyện truyền thống, nhưng đã làm như vậy với sự mất nước xuyên quốc gia ít hơn 65%.

Đồng thời, chúng tôi thấy rằng mỗi sự kiện tưới có thể hỗ trợ tăng trưởng cây trồng trong nhiều ngày, không chỉ trong vài giờ, như trong các hoạt động nông nghiệp hiện nay. Phát hiện này cho thấy chúng ta có thể giảm lượng nước sử dụng nhưng vẫn duy trì mức sản xuất lương thực, theo ông Bar Barron-Gafford, lưu ý rằng độ ẩm của đất vẫn cao hơn khoảng 15% trong hệ thống nông nghiệp so với âm mưu kiểm soát mỗi ngày.

Tốt hơn cho các tấm năng lượng mặt trời, quá

Ngoài những lợi ích cho các nhà máy, các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng hệ thống nông học làm tăng hiệu quả sản xuất năng lượng. Các tấm pin mặt trời vốn đã nhạy cảm với nhiệt độ nhiệt độ khi chúng ấm lên, hiệu quả của chúng giảm xuống. Trồng trọt bên dưới các tấm PV cho phép các nhà nghiên cứu giảm nhiệt độ của các tấm.

Những tấm pin mặt trời quá nóng thực sự bị hạ nhiệt bởi thực tế là những cây trồng bên dưới đang phát ra nước thông qua quá trình thoát hơi nước tự nhiên của chúng giống như những người tình nhân trên hiên nhà hàng yêu thích của bạn, ông Bar Bar-Gafford nói.

Tất cả đều nói, đó là một chiến thắng cùng có lợi về mặt cải thiện cách chúng ta trồng thức ăn, sử dụng nguồn nước quý giá và sản xuất năng lượng tái tạo.

Agrivoltaics cho một tương lai xanh hơn

Nghiên cứu của Barron-Gafford về nông học đã mở rộng để bao gồm một số cài đặt năng lượng mặt trời trên Khu trường học thống nhất Tucson, hoặc TUSD, đất đai. Moses Thompson, người phân chia thời gian của mình giữa TUSD và Trường Địa lý và Phát triển, lưu ý rằng nhóm cũng đang sử dụng các cài đặt năng lượng mặt trời TUSD để tham gia với các sinh viên K-12.

Những gì thu hút tôi vào công việc này là những gì xảy ra với người học K-12 khi sự tham gia của họ là hệ quả và nghiên cứu sống trong cộng đồng của họ, theo ông Thompson Thompson. Sự thay đổi trong động lực học tạo ra những sinh viên cảm thấy có cơ quan trong việc giải quyết những thách thức lớn như biến đổi khí hậu.

Các tác giả cho biết cần nghiên cứu thêm với các loài thực vật bổ sung. Họ cũng lưu ý rằng các tác động nông nghiệp hiện tại chưa được khám phá có thể có đối với sự mang lại lợi ích về thể chất và xã hội cho lao động nông nghiệp. Dữ liệu sơ bộ cho thấy nhiệt độ da có thể mát hơn khoảng 18 độ Fahrenheit khi làm việc trong một khu vực nông nghiệp hơn là trong nông nghiệp truyền thống.

Thay đổi khí hậu đã làm gián đoạn sản xuất thực phẩm và sức khỏe của công nhân nông trại ở Arizona, đồng tác giả Gary Nabhan, một nhà nông học tại Trung tâm Tây Nam. Phần Tây Nam Hoa Kỳ chứng kiến ​​rất nhiều cơn say nắng và cái chết liên quan đến nhiệt trong số những người lao động nông trại của chúng tôi; điều này cũng có thể có tác động trực tiếp đến đó.

Barron-Gafford và nhóm hiện đang làm việc với Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ để đánh giá cách tiếp cận nông học có thể hoạt động tốt như thế nào ở các khu vực khác của đất nước và làm thế nào các chính sách khu vực có thể thúc đẩy áp dụng các phương pháp mới để giải quyết các vấn đề phổ biến này.

Đồng tác giả Andrea Gerlak, giáo sư Trường Địa lý và Phát triển thuộc Đại học Xã hội và Hành vi tại Đại học Xã hội và Hành vi, Đại học, hãy tưởng tượng về tác động mà chúng ta có thể có trong cộng đồng của chúng ta. Khoa học.

Các đồng tác giả khác đến từ Đại học Arizona, Đại học Maryland và Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia. Tài trợ cho nghiên cứu này đến từ Quỹ khoa học quốc gia và Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia của Bộ năng lượng.

nguồn: Đại học Arizona

Sách liên quan

Giải ngân: Kế hoạch toàn diện nhất từng được đề xuất để đảo ngược sự nóng lên toàn cầu

của Paul Hawken và Tom Steyer
9780143130444Trước nỗi sợ hãi và sự thờ ơ lan rộng, một liên minh quốc tế gồm các nhà nghiên cứu, chuyên gia và nhà khoa học đã cùng nhau đưa ra một loạt các giải pháp thực tế và táo bạo cho biến đổi khí hậu. Một trăm kỹ thuật và thực hành được mô tả ở đây, một số người nổi tiếng; một số bạn có thể chưa bao giờ nghe nói Chúng bao gồm từ năng lượng sạch đến giáo dục các cô gái ở các nước thu nhập thấp hơn đến các hoạt động sử dụng đất kéo carbon ra khỏi không khí. Các giải pháp tồn tại, có hiệu quả kinh tế và các cộng đồng trên toàn thế giới hiện đang ban hành chúng với kỹ năng và quyết tâm. Có sẵn trên Amazon

Thiết kế các giải pháp khí hậu: Hướng dẫn chính sách cho năng lượng carbon thấp

của Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Với những tác động của biến đổi khí hậu đã gây ra cho chúng ta, nhu cầu cắt giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính trên toàn cầu là không kém phần cấp bách. Đó là một thách thức khó khăn, nhưng các công nghệ và chiến lược để đáp ứng nó vẫn tồn tại ngày nay. Một bộ nhỏ các chính sách năng lượng, được thiết kế và thực hiện tốt, có thể đưa chúng ta vào con đường hướng tới một tương lai các-bon thấp. Hệ thống năng lượng rất lớn và phức tạp, vì vậy chính sách năng lượng phải được chú trọng và tiết kiệm chi phí. Phương pháp tiếp cận một kích thước phù hợp với tất cả đơn giản là sẽ không hoàn thành công việc. Các nhà hoạch định chính sách cần một nguồn lực rõ ràng, toàn diện để vạch ra các chính sách năng lượng sẽ có tác động lớn nhất đến tương lai khí hậu của chúng ta và mô tả cách thiết kế tốt các chính sách này. Có sẵn trên Amazon

Đây Changes Everything: Chủ nghĩa tư bản vs khí hậu

bởi Naomi Klein
1451697392In Đây Changes Everything Naomi Klein lập luận rằng biến đổi khí hậu không chỉ là vấn đề khác được nộp gọn gàng giữa thuế và chăm sóc sức khỏe. Đó là một báo động kêu gọi chúng tôi sửa chữa một hệ thống kinh tế đã làm chúng tôi thất bại theo nhiều cách. Klein xây dựng một cách tỉ mỉ trường hợp làm thế nào để giảm lượng khí thải nhà kính một cách ồ ạt là cơ hội tốt nhất của chúng tôi để đồng thời giảm bất bình đẳng, tưởng tượng lại các nền dân chủ bị phá vỡ của chúng tôi và xây dựng lại nền kinh tế địa phương bị cắt đứt. Cô vạch trần sự tuyệt vọng về ý thức hệ của những người từ chối biến đổi khí hậu, những ảo tưởng lộn xộn của những người theo chủ nghĩa địa lý và sự thất bại bi thảm của quá nhiều sáng kiến ​​xanh chính thống. Và cô ấy chứng minh chính xác lý do tại sao thị trường không khắc phục được và không thể khắc phục khủng hoảng khí hậu mà thay vào đó sẽ làm mọi thứ tồi tệ hơn, với các phương pháp khai thác cực kỳ nghiêm trọng và gây tổn hại về mặt sinh thái, kèm theo chủ nghĩa tư bản thảm họa tràn lan. Có sẵn trên Amazon

Từ Nhà xuất bản:
Mua hàng trên Amazon để giảm chi phí mang lại cho bạn InsideSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ClimateImpactNews.com miễn phí và không có nhà quảng cáo theo dõi thói quen duyệt web của bạn. Ngay cả khi bạn nhấp vào một liên kết nhưng không mua các sản phẩm được chọn này, bất kỳ thứ gì khác bạn mua trong cùng một lượt truy cập trên Amazon đều trả cho chúng tôi một khoản hoa hồng nhỏ. Không có chi phí bổ sung cho bạn, vì vậy hãy đóng góp cho nỗ lực. Bạn cũng có thể sử dụng liên kết này sử dụng cho Amazon bất cứ lúc nào để bạn có thể giúp hỗ trợ những nỗ lực của chúng tôi.

 

BẠN CŨNG CÓ THỂ THÍCH

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

theo dõi Nội bộ trên

icon facebookicon twitterbiểu tượng youtubebiểu tượng instagrambiểu tượng pintrestbiểu tượng rss

 Nhận tin mới nhất qua email

Tạp chí hàng tuần Cảm hứng hàng ngày

NHỮNG VIDEO MỚI NHẤT

Cuộc di cư khí hậu vĩ đại đã bắt đầu
Cuộc di cư khí hậu vĩ đại đã bắt đầu
by super User
Cuộc khủng hoảng khí hậu đang buộc hàng nghìn người trên thế giới phải chạy trốn khi nhà cửa của họ ngày càng trở nên không thể ở được.
Kỷ băng hà cuối cùng cho chúng ta biết lý do tại sao chúng ta cần quan tâm đến sự thay đổi nhiệt độ 2oC
Kỷ băng hà cuối cùng cho chúng ta biết lý do tại sao chúng ta cần quan tâm đến sự thay đổi nhiệt độ 2oC
by Alan N Williams và cộng sự
Báo cáo mới nhất từ ​​Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) tuyên bố rằng không có sự sụt giảm đáng kể
Trái đất đã tồn tại được môi trường sống trong hàng tỷ năm - Chính xác là chúng ta đã may mắn đến mức nào?
Trái đất đã tồn tại được môi trường sống trong hàng tỷ năm - Chính xác là chúng ta đã may mắn đến mức nào?
by Toby Tyrrell
Phải mất 3 hoặc 4 tỷ năm tiến hóa để tạo ra Homo sapiens. Nếu khí hậu hoàn toàn thất bại chỉ một lần trong đó…
Lập bản đồ thời tiết 12,000 năm trước có thể giúp dự đoán biến đổi khí hậu trong tương lai như thế nào
Lập bản đồ thời tiết 12,000 năm trước có thể giúp dự đoán biến đổi khí hậu trong tương lai như thế nào
by Brice Rea
Sự kết thúc của kỷ băng hà cuối cùng, khoảng 12,000 năm trước, được đặc trưng bởi một giai đoạn lạnh cuối cùng được gọi là Younger Dryas.…
Biển Caspi sẽ giảm 9 mét hoặc hơn thế kỷ này
Biển Caspi sẽ giảm 9 mét hoặc hơn thế kỷ này
by Frank Wesselingh và Matteo Lattuada
Hãy tưởng tượng bạn đang ở trên bờ biển, nhìn ra biển. Trước mặt bạn là 100 mét cát cằn cỗi trông giống như một…
Sao Kim giống Trái đất hơn, nhưng biến đổi khí hậu khiến nó không thể ở được
Sao Kim giống Trái đất hơn, nhưng biến đổi khí hậu khiến nó không thể ở được
by Richard Ernst
Chúng ta có thể học được nhiều điều về biến đổi khí hậu từ Sao Kim, hành tinh chị em của chúng ta. Sao Kim hiện có nhiệt độ bề mặt là…
Năm sự hoài nghi về khí hậu: Khóa học về sự cố trong thông tin sai lệch về khí hậu
Năm sự hoài nghi về khí hậu: Khóa học về sự cố trong thông tin sai lệch về khí hậu
by John Cook
Video này là một khóa học về thông tin sai lệch về khí hậu, tóm tắt các lập luận chính được sử dụng để gây nghi ngờ về thực tế…
Bắc Cực đã không ấm thế này trong 3 triệu năm và điều đó có nghĩa là những thay đổi lớn đối với hành tinh
Bắc Cực đã không ấm thế này trong 3 triệu năm và điều đó có nghĩa là những thay đổi lớn đối với hành tinh
by Julie Brigham-Grette và Steve Petsch
Hàng năm, lượng băng biển bao phủ ở Bắc Băng Dương giảm xuống mức thấp vào giữa tháng 1.44. Năm nay, nó chỉ đo được XNUMX…

BÀI VIẾT MỚI NHẤT

ánh sáng rực rỡ từ dưới tòa nhà nhỏ ánh sáng ruộng bậc thang dưới bầu trời đầy sao
Đêm nóng làm rối loạn đồng hồ bên trong của cơm
by Matt Shipman-NC State
Nghiên cứu mới làm rõ những đêm nóng đang hạn chế năng suất cây trồng đối với cây lúa như thế nào.
Gấu bắc cực trên gò băng tuyết lớn
Biến đổi khí hậu đe dọa Vùng băng cuối cùng của Bắc Cực
by Hannah Hickey-U. Washington
Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng các bộ phận của vùng Bắc Cực được gọi là Vùng băng cuối đã cho thấy sự suy giảm của lượng băng trên biển vào mùa hè.
lõi ngô và lá trên mặt đất
Để cô lập carbon, để thức ăn thừa của cây trồng bị thối rữa?
by Ida Eriksen-U. Copenhagen
Nghiên cứu cho thấy các vật liệu thực vật có thể thối rữa trong đất tạo thành phân hữu cơ tốt và đóng vai trò quan trọng trong việc cô lập carbon.
hình ảnh
Cây cối đang chết khát trong đợt hạn hán ở phương Tây - đây là những gì đang diễn ra bên trong mạch máu của chúng
by Daniel Johnson, Trợ lý Giáo sư Sinh lý Cây và Sinh thái Rừng, Đại học Georgia
Giống như con người, cây cối cần nước để tồn tại trong những ngày khô nóng, và chúng chỉ có thể tồn tại trong thời gian ngắn dưới nhiệt độ khắc nghiệt…
hình ảnh
Khí hậu giải thích: cách IPCC đạt được sự đồng thuận khoa học về biến đổi khí hậu
by Rebecca Harris, Giảng viên cao cấp về Khí hậu học, Giám đốc, Chương trình Tương lai Khí hậu, Đại học Tasmania
Khi chúng ta nói rằng có một sự đồng thuận khoa học rằng khí nhà kính do con người tạo ra đang gây ra biến đổi khí hậu, thì điều gì…
Khí hậu nhiệt đang thay đổi chu trình nước trên Trái đất
by Tim Radford
Con người đã bắt đầu thay đổi chu trình nước của Trái đất, và không phải theo chiều hướng tốt: mong đợi những cơn mưa gió mùa muộn hơn và khát hơn…
Biến đổi khí hậu: khi các vùng núi ấm lên, các nhà máy thủy điện có thể dễ bị tổn thương
Biến đổi khí hậu: khi các vùng núi ấm lên, các nhà máy thủy điện có thể dễ bị tổn thương
by Simon Cook, Giảng viên Cao cấp về Thay đổi Môi trường, Đại học Dundee
Khoảng 27 triệu mét khối đá và băng sông băng đã sụp đổ từ Đỉnh Ronti trên dãy Himalaya phía bắc Ấn Độ vào…
Di sản hạt nhân là một vấn đề đau đầu tốn kém cho tương lai
by Paul Brown
Làm thế nào để bạn lưu trữ an toàn chất thải hạt nhân đã qua sử dụng? Không ai biết. Nó sẽ là một cơn đau đầu tốn kém cho con cháu của chúng ta.

 Nhận tin mới nhất qua email

Tạp chí hàng tuần Cảm hứng hàng ngày

Thái độ mới - Khả năng mới

Nội địa.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Thị trường nội địa
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Tất cả các quyền.