Ученые ежегодно получают 789 кг масла и 891 МВт*ч солнечной энергии с гектара земли

Группа ученых из Университета Кордовы разработала модель для проверки интеграции фотоэлектрических установок с солнечными коллекторами, расположенными рядами среди живых изгородей оливковых плантаций. Об этом пишет Interesting Engineering.

Строительство фотоэлектрических установок на землях, традиционно используемых для сельского хозяйства, уже много лет вызывает дискуссии и споры. Этот подход известен как "агровольтаическая" технология, которая изучает интеграцию солнечных коллекторов в сельскохозяйственные плантации, что позволяет вырабатывать энергию, не жертвуя производством сельскохозяйственных культур.

Они приходят к выводу, что эти виды деятельности могут сосуществовать и что их совокупная производительность на самом деле выше, что создает беспроигрышную ситуацию.

Солнечная энергия и оливковое масло

Проект является результатом работы пяти исследователей из Университета Кордовы. Команда объясняет, что имитационные модели, такие как разработанная ими, являются мощными инструментами в исследованиях. Они позволяют исследователям проверять эффективность идеи перед ее реализацией в "реальном мире", что приводит к экономии как затрат, так и времени.

В этом случае модели, имитирующие производство масла на оливковых плантациях, были объединены с моделями, предсказывающими, как солнечные коллекторы, расположенные рядами, улавливают излучение и преобразуют его в электрическую энергию.

Если конечной целью является оптимизация землепользования, эта модель доказала эффективность агровольтаики. В исследовании делается вывод о том, что совместное производство более эффективно, чем когда эти два вида деятельности осуществляются по отдельности.

В этих мутуалистических отношениях сельскохозяйственное и фотоэлектрическое производство выигрывают друг от друга. Затенение, создаваемое солнечными коллекторами, действует как ветрозащита, не конкурируя за воду. В то же время эвапотранспирация растений способствует снижению температуры солнечных коллекторов, что потенциально увеличивает выработку энергии.

Исследователи объясняют, что разработанная модель позволяет тестировать различные комбинации коллекторов, варьируя их высоту, ширину и расстояние между рядами. Этот анализ помогает определить наиболее выгодную окончательную конструкцию.

Общая земля

Хотя результаты в большинстве изученных сценариев положительны, необходимо учитывать множество факторов. Например, исследование показывает, что уплотнение землепользования — путем сужения рядов и увеличения ширины и высоты коллекторов — повышает эффективность использования излучения как солнечными коллекторами, так и живыми изгородями из оливковых рощ.

Однако сокращение доступного пространства может усложнить некоторые задачи по управлению оливковой рощей или затруднить доступ к сельскохозяйственной технике. Ключевым моментом, как и в любых симбиотических отношениях, является достижение баланса.

Модель имитирует солнечное излучение в оливковых живых изгородях агроэлектрических систем. В качестве инновации она также учитывает затухание излучения через полог культуры. Эта модель позволяет оценить как производство электроэнергии, так и масла на оливковом агроэлектрическом объекте.

Добыча нефти достигает пика при минимальных расстояниях между рядами и использовании солнечных трекеров меньшего размера, в то время как выработка электроэнергии максимизируется при более коротких расстояниях между рядами и использовании солнечных трекеров большего размера.

Используя эту всеобъемлющую модель, исследователи систематически моделировали производство электроэнергии и нефти различными агроэлектрическими конструкциями. Типичные параметры включали живые изгороди, расположенные на расстоянии 10 метров друг от друга, с солнечными трекерами шириной и высотой 3 метра.