Povećanje otpornosti proizvodnje hrane tokom tekućih klimatskih promjena i jačanje proizvodnje obnovljive energije su osnovni izazovi u današnjem svijetu.
Međutim, proizvodnja solarne energije postaje sve isplativija upotreba za obradive površine, što je dovelo do zabrinutosti da će solarne farme istisnuti proizvodnju hrane.
Jedno od mogućih rješenja je agrovoltaika – zajedničko lociranje poljoprivrede i solarnih fotonaponskih panela – koja može održati proizvodnju usjeva, proizvesti obnovljivu energiju, smanjiti potrošnju vode i povećati profitabilnost farme.
Poljoprivrednicima je, međutim, potrebna pomoć u određivanju usjeva i lokacija koje su najprikladnije za agronaponske sisteme, kao i dizajn i postavljanje solarnih panela koji održavaju ili povećavaju prinose usjeva.
Novi grant od 10 miliona dolara od Nacionalnog instituta za hranu i poljoprivredu pri Ministarstvu poljoprivrede SAD-a omogućit će istraživačima da prouče kako najbolje optimizirati dizajn za agrovoltaične sisteme u različitim tipovima zemljišta i klimatskim scenarijima.
Vodeći institut na četvorogodišnjem projektu pod nazivom “Održivo kolokacija poljoprivrednih i fotonaponskih električnih sistema” ili SCAPES je Univerzitet Illinois Urbana-Champaign. Partnerski instituti uključuju Univerzitet Arizone, Državni univerzitet Kolorado, Univerzitet Auburn, Univerzitet Ilinoisa u Čikagu i Nacionalnu laboratoriju za obnovljivu energiju. Projekat je finansiran kroz program Sustainable Agriculture Systems Instituta za poljoprivredu i hranu. Univerzitet Arizone će dobiti 1.725 miliona dolara iz granta.
Istraživački tim Grega Barron-Gafforda uključuje studente dodiplomskih i postdiplomskih studija UArizone. Barron-Gafford, desno, na slici sa studentima Alyssa Salazar, Leandro Phelps-Garcia i Isaiah Barnett-Moreno.
Greg Barron-Gafford, profesor u Škola za geografiju, razvoj i životnu sredinu Visoka škola za društvene i bihevioralne nauke, bit će voditelj fizičke nauke na projektu. Godine 2017, Barron-Gaffordov istraživački tim, koji uključuje studente dodiplomskih i postdiplomskih studija UArizone, počeo je uzgajati usjeve ispod 9 stopa solarnih nizova na univerzitetu Biosfera 2 pogon, gdje je Barron-Gafford direktor rješenja za otpornost na hranu, energiju i vodu.
Barron-Gafford je vodio prva procjena terenskih podataka agrovoltaike u Sjedinjenim Američkim Državama. Otkrio je da agrovoltaika povećava efikasnost i solarnih panela i proizvodnje usjeva. Voda koju oslobađaju biljke hladi solarne panele, što povećava njihovu efikasnost i električnu snagu. Sjena od panela povećava produktivnost biljaka i štedi vodu, što je posebno važno jer klimatske promjene povećavaju broj područja podložnih ekstremnim vrućinama i suši, rekao je Barron-Gafford.
Projekat SCAPES koristit će novu laboratoriju za učenje o agrivoltaici od 1.5 jutara na Univerzitetu u Arizoni kao jedno od svoje tri agrovoltaične istraživačke lokacije – s ostalima u Illinoisu i Koloradu – za procjenu mikroklimatskih i biljnih reakcija na prisustvo solarnih panela. Mjerni nizovi će slijediti protokole koje je razvio Barron-Gafford.
Godine 2017, Barron-Gaffordov istraživački tim počeo je uzgajati usjeve ispod 9 stopa solarnih nizova u univerzitetskom postrojenju Biosphere 2.
„Ovaj USDA program je prvi put da ćemo imati zaista velike instalacije“, rekao je Barron-Gafford. „Stalno nas pitaju 'Da li se sve ove prednosti koje vidite i dalje dešavaju kada ovo povećate ili pogledate druge oblike poljoprivrede?' To je ono što ovaj projekat zaista radi: sagledavanje prilika i prepreka koje dolaze s tim razmjerom.”
Sa ovim grantom, dodao je Barron-Gafford, „moći ćemo izmjeriti mnogo više usjeva hrane odjednom. I moći ćemo napraviti mnogo više manipulacija, kao što je vidjeti koliko možemo smanjiti potrošnju vode i još uvijek zadovoljiti potrebe za hranom.”
“Naš projekat će pružiti sveobuhvatnu analizu transformativnog potencijala agrovoltaike,” rekao je Madhu Khanna, glavni istraživač granta i privremeni direktor Urbana-Instituta za održivost, energiju i životnu sredinu Univerziteta Illinois-Champaign. „Naš cilj je da održimo ili čak povećamo prinos usjeva, povećamo kombinovanu – hranu i električnu energiju – produktivnost zemljišta, te diverzificiramo i povećamo profit poljoprivrednika uz pomoć usjeva i krmnih i specijalnih usjeva u nizu okruženja.”
Andrea Gerlak, profesorica UArizone na Školi za geografiju, razvoj i okoliš i privremena direktorica Udall centra za studije javne politike, bit će zamjenica direktora istraživanja društvenih nauka projekta. Gerlak i kolege će voditi fokus grupe sa različitim zainteresovanim stranama, kao što su farmeri, ljudi iz solarne industrije i političari, kako bi saznali šta pokreće njihovo donošenje odluka o korišćenju agrovoltaičkih sistema i kako se njihova mišljenja menjaju kako novi rezultati istraživanja postanu dostupni.
Grant također uključuje obrazovnu komponentu za djecu K-12, studente i javnost. Moses Thompson, direktor UArizone Program zajednice i školskog vrta, i njegov tim su razvili niz protokola i nastavnih planova za angažovanje učenika i javnosti sa školskim baštama i laboratorijama za učenje o agrivoltaici instaliranim u srednjoj školi/univerzitetskoj srednjoj školi Rincon i osnovnoj školi Manzo u Ujedinjenom školskom distriktu Tucson. On će podržati napore da se integrišu iskustveno i praktično učenje na sve tri SCAPES istraživačke lokacije.
„Stub 'Velikih izazova' našeg strateškog plana fokusira se na iskorištavanje naših snaga u istraživanju kako bismo se uhvatili u koštac s problemima na nacionalnom i globalnom nivou. Osiguravanje dostupnosti hrane korištenjem obnovljivih izvora energije je izvanredan primjer kako naši istraživači razvijaju inovativna rješenja za kritične probleme”, rekao je predsjednik Univerziteta u Arizoni. Robert C. Robbins. „Veoma sam zadovoljan što vidim da vrhunski rad dr. Barron-Gafforda napreduje na sljedeći nivo s ovim grantom od USDA i radujem se što ću pratiti njega, dr. Gerlaka i g. Thompsona kako ovaj zajednički napor napreduje.”
- Lori Harwood, koledž društvenih i bihevioralnih nauka Univerziteta u Arizoni
Fotografija na vrhu: Grant će, djelimično, podržati napore da se integrišu iskustveno i praktično učenje na sve tri SCAPES istraživačke lokacije. foto: Moses Thompson/UArizona Community and School Garden Program