Повећање отпорности производње хране током текућих климатских промена и јачање производње обновљиве енергије су фундаментални изазови у данашњем свету.
Међутим, производња соларне енергије постаје све исплативија употреба за обрадиве површине, што је довело до забринутости да ће соларне фарме заменити производњу хране.
Једно могуће решење је агроволтаика – колокација пољопривреде и соларних фотонапонских панела – која може да одржи производњу усева, произведе обновљиву енергију, смањи употребу воде и повећа профитабилност фарме.
Пољопривредницима је, међутим, потребна помоћ у одређивању усева и локација које су најпогодније за агроволтаичне системе, као и дизајн и постављање соларних панела који одржавају или повећавају приносе усева.
Нови грант од 10 милиона долара од Националног института за храну и пољопривреду у Министарству пољопривреде САД-а омогућиће истраживачима да проуче како да најбоље оптимизују дизајн за агроволтаичне системе у различитим типовима земљишта и климатским сценаријима.
Водећи институт на четворогодишњем пројекту под називом „Одрживо колокација пољопривредних и фотонапонских система електричне енергије“ или СЦАПЕС је Универзитет Илиноис Урбана-Шампејн. Партнерски институти укључују Универзитет Аризоне, Државни универзитет Колорадо, Универзитет Аубурн, Универзитет Илиноиса у Чикагу и Националну лабораторију за обновљиву енергију. Пројекат је финансиран кроз програм Сустаинабле Агрицултуре Системс Институте оф Агрицултуре анд Фоод Ресеарцх Институте. Универзитет у Аризони ће добити 1.725 милиона долара из гранта.
Истраживачки тим Грега Барон-Гаффорда укључује студенте основних и постдипломских студија УАризоне. Барон-Гаффорд, десно, на слици са студентима Алисом Салазар, Леандром Фелпс-Гарсијом и Исаијом Барнет-Мореном.
Грег Баррон-Гаффорд, професор у Школа за географију, развој и животну средину Колеџ друштвених и бихевиоралних наука, биће вођа физичке науке на пројекту. 2017. године, Баррон-Гаффордов истраживачки тим, који укључује студенте додипломских и постдипломских студија УАризоне, почео је да узгаја усеве испод соларних низова од 9 стопа на универзитету биосфера 2 објекат, где је Баррон-Гаффорд директор решења за отпорност на храну, енергију и воду.
Баррон-Гаффорд је предводио прва процена теренских података агроволтаике У Сједињеним Америчким Државама. Открио је да агроволтаика повећава ефикасност и соларних панела и производње усева. Вода коју ослобађају биљке хлади соларне панеле, што повећава њихову ефикасност и електричну снагу. Сенка од панела повећава продуктивност биљака и штеди воду, што је посебно важно јер климатске промене повећавају број подручја подложних екстремним врућинама и суши, рекао је Баррон-Гаффорд.
Пројекат СЦАПЕС ће користити нову лабораторију за учење агриволтаике од 1.5 хектара на Универзитету у Аризони као једну од три локације за истраживање агроволтаике – са осталима у Илиноису и Колораду – за процену микроклиматских и биљних одговора на присуство соларних панела. Мерни низови ће пратити протоколе које је развио Баррон-Гаффорд.
2017. године, Баррон-Гаффордов истраживачки тим почео је да узгаја усеве испод соларних низова од 9 стопа у универзитетском објекту Биоспхере 2.
„Овај програм УСДА је први пут да ћемо имати заиста велике инсталације“, рекао је Баррон-Гаффорд. „Стално нас питају 'Да ли се све ове предности које видите и даље дешавају када ово повећате или погледате друге облике пољопривреде?' То је оно што овај пројекат заиста ради: сагледавање могућности и баријера које долазе са том скалом.”
Са овим грантом, додао је Баррон-Гаффорд, „моћи ћемо да измеримо много више усева хране одједном. И моћи ћемо да урадимо много више манипулација, као што је да видимо колико можемо да смањимо потрошњу воде и да и даље задовољимо потребе за храном.
„Наш пројекат ће пружити свеобухватну анализу трансформативног потенцијала агроволтаике“, рекао је Мадху Кханна, главни истраживач гранта и привремени директор Урбана-Института за одрживост, енергију и животну средину Универзитета Илиноис у Иллиноису. „Наш циљ је да одржимо или чак повећамо приносе усева, повећамо комбиновану – храну и електричну енергију – продуктивност земљишта, и диверзификујемо и повећамо профит фармера уз помоћ усјева и крмних и специјалних усева у низу окружења.”
Андреа Герлак, професор УАризона у Школи за географију, развој и животну средину и привремени директор Удал центра за студије јавне политике, биће заменик директора истраживања друштвених наука овог пројекта. Герлак и колеге ће водити фокус групе са различитим заинтересованим странама, као што су фармери, људи из соларне индустрије и политичари, како би сазнали шта покреће њихово доношење одлука о коришћењу агроволтаичких система и како се њихова мишљења мењају како нови резултати истраживања постану доступни.
Грант такође укључује образовну компоненту за децу К-12, студенте и јавност. Мосес Тхомпсон, директор УАризоне Програм заједнице и школског врта, и његов тим су развили низ протокола и планова часова за ангажовање ученика и јавности са школским баштама и лабораторијама за учење о агриволтаици инсталираним у средњој школи/универзитетској средњој школи Ринцон и основној школи Манзо у Уједињеном школском округу Тусон. Он ће подржати напоре да се интегришу искуствено и практично учење на све три СЦАПЕС истраживачке локације.
„Стуб 'Великих изазова' нашег стратешког плана фокусира се на искориштавање наших снага у истраживању како бисмо се ухватили у коштац са проблемима на националном и глобалном нивоу. Обезбеђивање доступности хране коришћењем обновљивих извора енергије је изузетан пример како наши истраживачи развијају иновативна решења за критичне проблеме“, рекао је председник Универзитета у Аризони. Rоберт Ц. Роббинс. „Веома сам задовољан што видим да врхунски рад др. Баррон-Гаффорда напредује на следећи ниво са овим грантом од УСДА и радујем се што ћу пратити њега, др Герлака и господина Тхомпсона док овај заједнички напор напредује.“
- Лори Харвоод, колеџ друштвених и бихејвиоралних наука Универзитета у Аризони
Фотографија на врху: Грант ће, делимично, подржати напоре да се интегришу искуствено и практично учење на све три СЦАПЕС истраживачке локације. фото: Програм заједнице и школске баште Мосес Тхомпсон/УАризона