कृषि वोल्टीय परियोजनाओं में सौर, फसलें, पशुधन की सह-स्थापना

पर्यावरणीय स्थिरता के मॉडल के लिए सौर ऊर्जा केंद्रीय है, लेकिन सभी परियोजनाएं एक जैसी नहीं बनाई जाती हैं। ऊर्जा विकास, नवीकरणीय या अन्यथा में एक चिंता "ऊर्जा फैलाव" की अवधारणा है, जो ऊर्जा उत्पादन और वितरण के लिए भूमि का समर्पण है।

पर्यावरण कैलिफ़ोर्निया का अनुमान है कि रूफटॉप सोलर 148,000 एकड़ भूमि बनाम ग्राउंड माउंटेड यूटिलिटी-स्केल ओनली मॉडल के विकास को रोक सकता है। यह स्वच्छ ऊर्जा लक्ष्यों को पूरा करने के लिए 2045 तक रूफटॉप सोलर के 28.5 GW के अनुमानित तैनाती पर आधारित है। यह लॉस एंजिल्स के आकार का लगभग आधा क्षेत्र है जिसे संरक्षित किया जा सकता है।

सौर को निर्मित वातावरण में एकीकृत करने, छतों पर स्थापित करने, इमारत के अग्रभागों में एकीकृत करने, कारपोरेट आदि में एकीकृत करने की क्षमता के लिए सराहना की जाती है। हालांकि, आक्रामक डीकार्बोनाइजेशन लक्ष्यों को पूरा करने और 100 प्रतिशत नवीकरणीय ऊर्जा प्रणाली, ग्राउंड-माउंटेड सौर प्राप्त करने के लिए की भी आवश्यकता होगी। यह वह जगह है जहां कृषि कार्य, कृषि कार्यों के साथ सौर ऊर्जा उत्पादन को सह-स्थापित करने का अभ्यास, कदम उठा सकता है।

ओरेगन स्टेट यूनिवर्सिटी के शोध में पाया गया कि सौर और कृषि सह-स्थान संयुक्त राज्य में कुल बिजली उत्पादन का 20 प्रतिशत प्रदान कर सकते हैं। शोधकर्ताओं ने कहा कि बड़े पैमाने पर एग्रीवोल्टिक्स की स्थापना से कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में 330,000 टन की वार्षिक कमी हो सकती है, जबकि "न्यूनतम" रूप से फसल की उपज प्रभावित हो सकती है।

पेपर में पाया गया कि मैरीलैंड के आकार के एक क्षेत्र की आवश्यकता होगी यदि एग्रीवोल्टिक्स को अमेरिकी बिजली उत्पादन का 20 प्रतिशत पूरा करना हो। यह लगभग 13,000 वर्ग मील, या वर्तमान अमेरिकी कृषि भूमि का 1 प्रतिशत है। वैश्विक स्तर पर, यह अनुमान लगाया गया है कि अगर सौर पीवी में परिवर्तित किया जाए तो सभी कृषि भूमि का 1 प्रतिशत दुनिया की ऊर्जा जरूरतों का उत्पादन कर सकता है।

जीवमंडल 2

एग्रीवोल्टाइक्स भूमि को संरक्षित करने और एक एकड़ का अधिकतम लाभ उठाने से कहीं अधिक करता है। नीचे सौर सरणियों और कृषि गतिविधियों के बीच तालमेल है।

उदाहरण के लिए, एरिजोना विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम, जो बायोस्फीयर 2 में एक कृषिवोल्टीय परीक्षण केंद्र संचालित करती है, एक पूरी तरह से स्व-निहित इनडोर "प्राकृतिक" वातावरण है, ने पाया कि फसलें सौर सरणी प्रदर्शन में सुधार करती हैं, और सौर सरणी फसल की उपज में सुधार करती हैं। शुष्क वातावरण में।

बायोस्फीयर टीम ने पाया कि फोटोवोल्टिक प्रणाली द्वारा प्रदान की गई छाया ने वाष्पीकरण को कम कर दिया, जिसका अर्थ है कि पानी सतह पर लंबे समय तक रहेगा और खुली हवा वाली भूमि आधारित कृषि की तुलना में बेहतर फ़ीड फसलें होंगी। इससे न केवल पानी की बचत होती है, बल्कि यह पौधों को मजबूत बनाता है, जिससे फसल की बेहतर पैदावार होती है। इसके अतिरिक्त, पैनलों द्वारा प्रदान की गई छायांकित जगह पौधों को सूरज की रोशनी की तलाश में फैलाने का कारण बनती है। परीक्षणों में, एग्रीवोल्टाइक-शेडेड पत्ती खुली हवा के आकार से लगभग दोगुनी थी।

बायोस्फीयर 2 को घेरने वाली जलवायु जैसी शुष्क जलवायु में, पौधों के ठीक से बढ़ने के लिए अक्सर बहुत अधिक प्रकाश और गर्मी हो सकती है। पैनल की छाया पौधों के लिए बेहतर स्थिति बनाने में मदद करती है। वही सौर पैनलों के लिए जाता है, जो उच्च तापमान पर कम बिजली का उत्पादन करते हैं। एक पारंपरिक सौर सुविधा नीचे की सभी वनस्पतियों को हटा सकती है, जो बड़े सौर सरणियों में एक ताप द्वीप के अध्ययन प्रभाव का कारण बनती है।

अतिरिक्त सौर ऊर्जा जो बिजली में परिवर्तित नहीं होती है, क्षेत्र को दो तरह से छोड़ सकती है: या तो गुप्त गर्मी या समझदार गर्मी के रूप में। संवेदनशील ताप वह प्रकार है जिसे हम महसूस कर सकते हैं, और वह प्रकार जो सौर पीवी उत्पादन के लिए हानिकारक है। अव्यक्त ऊष्मा वह ऊर्जा है जो आस-पास के पानी द्वारा वाष्प में वाष्पित होकर अवशोषित हो जाती है। शुष्क जलवायु में नीचे फसलों को जोड़कर, आप अधिक गुप्त गर्मी अवशोषण जोड़ रहे हैं, पैनलों से गर्मी का दबाव कम कर रहे हैं, और उत्पादन और जीवन चक्र को बढ़ा रहे हैं।

शुष्क-जलवायु वाले किसानों को भी एग्रोवोल्टिक्स के साथ काम करने में मज़ा आ सकता है। केंद्र के प्रारंभिक आंकड़ों से पता चलता है कि त्वचा का तापमान खुली हवा में खेती की तुलना में लगभग 20 डिग्री फ़ारेनहाइट कम है।

इंस्पायर परियोजना

नेशनल रिन्यूएबल एनर्जी लेबोरेटरी (एनआरईएल) सक्रिय सौर सरणियों के रूप में भूमि के एक ही भूखंड में मवेशियों या भेड़, फसलों, परागण-अनुकूल देशी पौधों, या मिट्टी के पुनर्वास और अन्य पारिस्थितिकी तंत्र सेवाओं को रखने सहित कृषि के लिए कई संभावनाएं तलाश रही है।

एग्रीवोल्टाइक्स पर एनआरईएल की मुख्य शोध परियोजना को ग्रामीण अर्थव्यवस्थाओं और पारिस्थितिक तंत्र (इनस्पायर) के साथ एकीकृत अभिनव सौर अभ्यास कहा जाता है। InSPIRE प्रोजेक्ट ने अभ्यास के लाभों की मात्रा निर्धारित करने के लिए एक वित्तीय कैलकुलेटर विकसित किया। इसने क्षेत्र में प्रवेश करने के इच्छुक लोगों के लिए सर्वोत्तम प्रथाओं की एक सूची भी विकसित की। इसके अतिरिक्त, InSPIRE पूरे अमेरिका में सभी सक्रिय एग्रीवोल्टाइक्स साइट को ट्रैक करता है, जो यहां पाया जा सकता है।

एनआरईएल के प्रमुख ऊर्जा-जल-भूमि विश्लेषक और इनस्पायर परियोजना के प्रमुख अन्वेषक जॉर्डन मैकनिक ने कहा, "हमारे काम के माध्यम से, जो कई क्षेत्रों, विन्यासों और कृषि गतिविधियों तक फैला है, हमने बहुत सारे शुरुआती आशाजनक परिणाम देखे हैं।" "अब, हमारी चुनौती यह पता लगाना है कि इन सफलताओं को कैसे बढ़ाया जाए और कैसे दोहराया जाए।"

एनआरईएल ने एग्रीवोल्टाइक्स में सफलता के लिए पांच बुनियादी सिद्धांतों का एक सेट भी विकसित किया, जिसे पांच सी कहा जाता है:

जलवायु, मिट्टी और पर्यावरण की स्थिति - किसी स्थान की परिवेशी स्थिति सौर उत्पादन और वांछित फसलों या जमीनी आवरण दोनों के लिए उपयुक्त होनी चाहिए।

विन्यास, सौर प्रौद्योगिकी, और डिजाइन - सौर प्रौद्योगिकी, साइट लेआउट, और अन्य बुनियादी ढांचे की पसंद सौर पैनलों तक कितनी रोशनी पहुंचती है, क्या एक ट्रैक्टर, यदि आवश्यक हो, पैनलों के नीचे ड्राइव कर सकता है, सब कुछ प्रभावित कर सकता है। इंस्पायर पर काम कर रहे एक एनआरईएल शोधकर्ता जेम्स मैककॉल ने कहा, "यह बुनियादी ढांचा अगले 25 वर्षों तक जमीन में रहेगा, इसलिए आपको इसे अपने नियोजित उपयोग के लिए सही करने की आवश्यकता है। यह निर्धारित करेगा कि परियोजना सफल होती है या नहीं।"

फसल चयन और खेती के तरीके, बीज और वनस्पति डिजाइन, और प्रबंधन के दृष्टिकोण- कृषिवोल्टीय परियोजनाओं को फसलों या ग्राउंड कवर का चयन करना चाहिए जो उनके स्थानीय जलवायु में पैनल के तहत पनपे और जो स्थानीय बाजारों में लाभदायक हों।

संगतता और लचीलापन - कुशल कृषि गतिविधियों की अनुमति देने के लिए सौर मालिकों, सौर ऑपरेटरों, और किसानों या भूस्वामियों की प्रतिस्पर्धी जरूरतों को समायोजित करने के लिए एग्रीवोल्टिक्स को डिज़ाइन किया जाना चाहिए।

सहयोग और साझेदारी - किसी भी परियोजना के सफल होने के लिए, समूहों के बीच संचार और समझ महत्वपूर्ण है।

InSPIRE 11 अमेरिकी राज्यों, प्यूर्टो रिको और डिस्ट्रिक्ट ऑफ़ कोलंबिया में 28 साइटों में फैले दुनिया के सबसे बड़े, सबसे लंबे समय तक चलने वाले और सबसे व्यापक कृषि अनुसंधान प्रयासों का प्रतिनिधित्व करता है। इनमें से कुछ साइटों में प्रत्यक्ष अनुसंधान शामिल है, कुछ में अनुसंधान डिजाइन और विचार शामिल हैं, और कुछ में भागीदारों के निरंतर परामर्श और सलाह शामिल हैं।

"एक चीज़ जो InSPIRE ने वास्तव में अच्छी तरह से की है, वह है ऐसे लोगों का एक समुदाय बनाना जो PV सोलर डिज़ाइन और प्रबंधन के बारे में अलग सोच रखते हैं। विश्व स्तर पर, InSPIRE कॉन्फ़्रेंस कॉल सुनने के बाद वैज्ञानिक और उद्योग के व्यवसायी अपने परिणाम साझा करते हैं, चुनौती के लिए जबरदस्त ऊर्जा और आशावाद है। और अवसर हमारे सामने है," मिडवेस्ट के सबसे बड़े इलेक्ट्रिक को-ऑप कनेक्सस एनर्जी के रॉब डेविस ने कहा।