Massachusetts fører anlægget inden for solcelleanlæg med dobbelt anvendelse, hvilket gør det muligt at dyrke nogle afgrøder og græsdyr, mens de genererer ren energi.
Solcellepanelerne i felterne ved University of Massachusetts Crop Research and Education Center ligner ikke, hvad de fleste af os er kommet til at forvente. I stedet for at jagte tæt på jorden, er de monteret syv meter fra jorden med rigelig plads til landmænd eller køer at vandre under. Paneler adskilles med to- og trefodsspalter i stedet for at klynge sig tæt sammen. Lysstrømme gennem disse rum og nedenunder rækker med græskål og rosenkål erstatter den typiske bare jord eller græs.
Dette usædvanlige arrangement er et af de første eksempler på en solenergiinstallation med dobbelt anvendelse - nogle gange kaldet agrivoltaik. Det er et fotovoltaisk array, der er hævet langt nok væk fra jorden og placeret på en sådan måde, at nogle afgrøder stadig kan vokse rundt og under panelerne. Målet er at hjælpe landmændene med at diversificere deres indkomst gennem produktion af vedvarende energi, samtidig med at jord bevares i landbruget og reducerer drivhusgasemissionerne.
"Dette ser ud til at være en god ting - du kommer til at drive landbrug og bruge den samme nøjagtige plads til at generere penge fra solproduktion," sagde Brad Mitchell, viceadministrerende direktør for Massachusetts Farm Bureau Federation. ”Men det er stadig i de tidlige stadier.”
Ideen om at producere solenergi og dyrke afgrøder på det samme land har eksisteret i et stykke tid. Isolerede demonstrations- og forskningsinstallationer er på plads eller planlagt i Arizona, Japanog Fransk vin. I de senere år er konceptet imidlertid blevet mere attraktivt, da prisen på fotovoltaiske paneler er faldet, interessen for vedvarende energi er steget, og det økonomiske pres på små landmænd er vokset. Og fordi solpaneler ofte fortrænger landbrug, hvilket skaber spændinger mellem de to arealanvendelser, betragtes agrivoltaics som en potentiel win-win.
Massachusetts er på forkant med skubbet. Statens ambitiøse mål for vedvarende energi- aktuelle mål kræver 3,600 megawatt vind- og solenergikapacitet ved udgangen af 2020, fordobling statens aktuelle output af 1,800 megawatt - har skabt en stigning i interessen for at udvikle solprojekter, men statens høje befolkningstæthed betyder, at det disponible areal er knap.
Desuden hævder mange talsmænd for lokal mad, at der dyrkes en utilstrækkelig del af den mad, der konsumeres i Massachusetts. Den korte vækstsæson sammen med høje omkostninger til arbejdskraft og jord kan gøre landbrug i Massachusetts til et økonomisk usikre forslag. Nogle fortalere siger, at solanlæg med dobbelt anvendelse har potentialet til at lette et antal af disse problemer på én gang.
Traditionelt, når solenergiudviklere henvender sig til landbrugsjord for deres projekter, er ejendommen lejet eller solgt til bygherren, overjordet strippes, og panelerne monteres på betonfodstykker indlejret i jorden. Mens skiftet øger produktionen af vedvarende energi, svækkes det den lokale fødevareforsyning. Nogle amter er endda begyndt at forbyde storstilet soludvikling på landbrugsejendomme som en måde at bevare jorden.
Udviklingen med dobbelt anvendelse er især egnet til Massachusetts 'behov, og staten griber muligheden. UMass-installationen, et partnerskab mellem det private solvarefirma Hyperion Systems og universitetet, er hjemsted for et unikt forskningsprojekt, der sigter mod at beregne nøjagtigt godt, hvordan forskellige afgrøder klarer sig, når de dyrkes under hævede paneler. Og statens nye solincitamentsprogram, kendt som Solar Massachusetts Renewable Target (SMART), tilbyder ekstra kompensation for projekter med dobbelt anvendelse.
”Så vidt vi ved, gør intet andet sted det, vi laver,” sagde Michael Lehan, en rådgiver for Hyperion Systems.
Agrivoltaics 'Origin Story
Historien om projekter med dobbelt anvendelse i Massachusetts stammer fra 2008, da byggevirksomhedsejer Dave Marley installerede et solarray på taget af sit hovedkvarter i Amherst og hurtigt besluttede at han ville generere endnu mere energi. Da han begyndte at betragte landbrugsjord som en placering, blev Marley fast besluttet på at finde en måde at undgå at afbryde jordens landbrugsbrug.
”Han understregede fortsat, 'Jeg vil holde landet levende og godt. Jeg vil ikke dække landet, ”sagde Gerald Palano, koordinator for vedvarende energi for Massachusetts Department of Agricultural Resources.
I 2009 blev Marley forbundet med forskere ved UMass, og i 2010 blev hans vision en realitet med opførelsen af et 70-panel-array på en forskningsgård i South Deerfield, Massachusetts. Året efter dannede Marley Hyperion Solar for at følge denne nye tilgang til vedvarende energi. Marley døde i 2013, og hans søn James har overtaget virksomheden.
I dag forbliver den to-brugsinstallation, Dave Marley, han forestillede sig, stadig på plads og fremmer hans mål. De nederste ender af panelerne hæves syv meter fra jorden og stiger til 15 fødder i luften. De er placeret langt nok fra hinanden, så sollys kan passere til feltet nedenfor og kan forskydes vandret for at justere afstanden. Panelerne understøttes af lodrette stænger indlejrede 10 fødder i jorden. Der bruges ingen beton, så skaden på jorden er begrænset og helt reversibel.
”Det, landmændene virkelig interesserer sig for, er jorden,” sagde Lehan. "Og der er mindst mulig jordforstyrrelse."
Siden matrixen kom online i 2011, har Stephen Herbert, professor i agronomi ved UMass, undersøgt panelernes indvirkning på afgrødevækst. Hans resultater har været opmuntrende.
Da han dyrkede græs og andre foderplanter til støtte for græsende køer, gav landene under panelerne mere end 90 procent lige så meget volumen som jord, der modtog direkte sol. For oksekøds- eller mælkeproducenter er agrivoltaiske arrays en "ikke-brainer," sagde Hebert mellem bid af en frisk rosenkål, han plukkede fra en stængel under et panel.
Kan agrivoltaics arbejde?
Tidlige resultater antyder, at grøntsager som peberfrugter, broccoli og schweizisk chard, når de dyrkes under panelerne, kan producere ca. 60 procent af det volumen, de ville have i fuld sol. Samtidig tilbyder et system med dobbelt anvendelse ca. halvdelen af strømproduktionskapaciteten pr. Acre af en konventionel installation, og omkostningerne er højere.
Selvom disse systemer tilbyder mindre energiproduktion og lavere afgrødeproduktivitet end solcellepaneler eller landbrug alene, lønner kombinationen sig generelt.
”Absolut,” sagde Lehan, Palano og James Marley næsten unisont.
Hyperion anslår, at dens installationer med dobbelt anvendelse betaler sig selv på cirka otte år under gennemsnitlige forhold. Statlige og føderale tilskud kan forkorte denne tidslinje.
For at hjælpe med at fremskynde vedtagelsen af denne nye tilgang lægger Massachusetts nogle penge på linjen. I november lancerede staten SMART-programmet, der betaler solsejere en fast basishastighed for hver kilowatt-time energi, de genererer. Det beløb, de tjener, trækkes derefter fra omkostningerne til den elektricitet, de trækker fra nettet, når panelerne ikke producerer nok strøm. Hvis en ejer producerer mere energi, end de bruger, kan de anvende disse kredit på fremtidige regninger.
Basishastighederne for disse solanlæg varierer fra 15 cent til 39 cent per kilowattime, afhængigt af udviklingsstørrelsen og placering. Projekter, der kombinerer solcellepaneler med landbrug, tjener ekstra 6 cent pr. Kilowattime. Rent praktisk betyder det, at et 1-megawatt-system på landbrugsjord med solcellepaneler i faste positioner, der kunne producere omkring 1.2 millioner kilowatt-timers energi om et år, ville tjene en ekstra $ 72,000 mod en elektrisk regning.
I de første seks uger af SMART foreslog fem ansøgninger projekter med dobbelt anvendelse og yderligere to har indsendt anmodninger om forudbestemmelse, et tidligere trin i processen. Flere flere udviklere har spurgt om den potentielle udvikling, siger Palano. De foreslåede projekter spænder fra 249 kilowatt til 1.6 megawatt.
”Vi tror, at interesseniveauet er der fra store udviklere og andre, men konceptet er nyt, så de har brug for at investere mere tid for bedre at forstå,” sagde han. ”Vi er glade for at se interessen indtil videre.”
Ikke alle landbrugsområder drager fordel af agrivoltaik. De ekstra omkostninger og indsats giver muligvis ikke mening i en region, der allerede har masser af åbne, ikke-landbrugsarealer til f.eks. At være solcelleanlæg.
En solarray med dobbelt anvendelse i Massachusetts.
På steder som Massachusetts sagde Palano imidlertid, at teknologien kun bliver bedre og mere hjælpsom. Han ser allerede interesse for paneler, der bevæger sig for at følge solen og maksimerer deres energiproduktion. Han forventer også en voksende interesse for opbevaring, i det væsentlige store batterier, der kan samle strøm og spare den til brug, når solen ikke skinner. Fremtiden kan endda omfatte gennemsigtige paneler, der ville lade mere lys gå igennem til planter, der vokser nedenfor, tilføjede han.
”Vi siger,” lad os se, om vi kan nå dette til det næste niveau, ”sagde Palano. ”Vi ser frem til innovationen.”
Denne artikel blev oprindeligt vist på Borgerlige spiser
Om forfatteren
Sarah Shemkus er freelance reporter og redaktør, der skriver om forretning, teknologi, mad og de steder, hvor de alle mødes. Hendes arbejde, som dukkede op i The Boston Globe, The Guardian, Skifer og andre fine publikationer. Hendes lidenskaber inkluderer landmændsmarkeder, havet, data, skarp cheddarost, mysterieromaner, National Public Radio, punktlighed, rejser og ordentlig grammatik. Følg Sarah på Twitter @shemkus.
Øverste foto: Tomater, der vokser under solcellepaneler på University of Massachusetts. (Alle fotos med tilladelse fra Hyperion Systems.)
Relaterede bøger
