-
Panele fotowoltaiczne nad uprawami mogą obniżać temperaturę roślin, zmniejszać parowanie wody i ograniczać obciążenie cieplne pracowników.
-
Symulacje wykazały, że liście pomidorów były chłodniejsze pod panelami, a panele traciły mniej sprawności dzięki niższej temperaturze.
-
Według badaczy ochrona przed słońcem powinna być dostosowana do konkretnych warunków pola, a agrowoltaika umożliwia łączenie produkcji energii, ochrony upraw i polepszenia warunków pracy.
-
Więcej podobnych informacji znajdziesz na stronie głównej serwisu, otwiera się w nowym oknie
Agrowoltaika polega na łączeniu produkcji rolnej z instalacjami fotowoltaicznymi. Panele umieszcza się nad lub pomiędzy uprawami, dzięki czemu ten sam teren może jednocześnie dostarczać żywności i energii. Naukowcy od kilku lat sprawdzają, jak takie rozwiązania wpływają na plony. Badacze z Princeton University postanowili jednak przyjrzeć się również temu, co dzieje się z mikroklimatem pod panelami i jak odczuwają go ludzie pracujący na polach.
Erfan Hosseini i Elie Bou-Zeid stworzyli model komputerowy opisujący przepływ powietrza, ciepła i wilgoci pomiędzy panelami, glebą i roślinami. Następnie wykorzystali dane dotyczące upraw pomidorów i zasymulowali typowy letni dzień w stanie New Jersey. Porównali otwarte pole z uprawą częściowo zacienioną przez panele fotowoltaiczne.
Różnice okazały się duże. Liście pomidorów pod panelami były co najmniej o 1,84 st. C chłodniejsze niż na otwartym polu, a w najgorętszej części dnia różnica sięgała 7,56 st. C. Mniejszy upał ograniczał również utratę wody: parowanie z liści spadało średnio o 22,4 proc. dziennie, a łączne parowanie z roślin i gleby o 42,6 proc.
Chłodniejsze rośliny i sprawniejsze panele
Korzyści działały w obie strony. Rośliny, oddając wodę do atmosfery, dodatkowo chłodziły otoczenie. W rezultacie temperatura paneli spadała o 5,6 st. C, co zmniejszało straty ich sprawności związane z przegrzewaniem o 15 proc.
Cień ma oczywiście swoją cenę. W symulacji pomidory otrzymywały o 47 proc. mniej bezpośredniego światła słonecznego, a tempo fotosyntezy spadło o 31 proc. To mniej, niż spodziewali się naukowcy. Ich zdaniem chłodniejszy mikroklimat częściowo rekompensował roślinom ograniczony dostęp do słońca, dzięki czemu różnica w rozmiarach plonów była znacznie mniejsza, niż wynikałoby z samego tempa fotosyntezy.
Najbardziej interesujący wynik dotyczył jednak ludzi. Model wskazał, że przeciętne obciążenie cieplne pracowników rolnych mogłoby spaść o równowartość 4,46 st. C. W badanym scenariuszu odczuwalna temperatura zmniejszała się z około 39 do 35 st. C.
Fotowoltaika może pozwolić na walkę z upałem
To może mieć coraz większe znaczenie wraz z nasilaniem się fal upałów. Osoby pracujące na zewnątrz należą do grup szczególnie narażonych na skutki wysokiej temperatury, która wpływa zarówno na zdrowie, jak i możliwość wykonywania ciężkiej pracy fizycznej. Hosseini i Bou-Zeid podkreślają, że w ich modelu to właśnie zacienienie było najważniejszym czynnikiem poprawiającym warunki pracy.
Nie oznacza to jednak, że każdy dach z paneli nad każdym polem przyniesie takie same efekty. Wysokość i rozmieszczenie instalacji trzeba dopasować do klimatu, rodzaju uprawy i zapotrzebowania roślin na światło. Dlatego naukowcy stworzyli model właśnie po to, by różne rozwiązania można było sprawdzać przed budową kosztownych instalacji w terenie.
Badanie opisano w „Journal of Advances in Modelling Earth Systems”. Jego autorzy podkreślają, że agrowoltaika nie ma jednego uniwersalnego schematu który równie dobrze sprawdiz się w każdej sytuacji. Może jednak łączyć trzy korzyści naraz: produkcję energii, ochronę upraw przed coraz większym upałem oraz bezpieczniejsze warunki pracy dla ludzi.
