Cornell’de yapılan yeni bir araştırmaya göre, güneş enerjisi çiftliklerinde ticari ürün yetiştirmek, korkutucu iklim değişikliği sorununda tarım arazilerinin potansiyel olarak etkili bir şekilde kullanılması anlamına geliyor. Bu hem ticari gıda üretimini artırabilir hem de güneş panellerinin performansını ve uzun ömürlülüğünü geliştirebilir.
Araştırmanın başyazarı ve Cornell Mühendislik’te doktora öğrencisi olan Henry Williams şunları söyledi: “Artık ilk kez, güneş panelleri ve ticari tarımın birlikte konumlandırılmasının maliyet ve faydalarını, artan güç dönüşüm verimliliği ve güneş panelinin uzun ömürlülüğü açısından tahmin etmek için fizik tabanlı bir araca sahibiz.
Sibley Makine ve Uzay Mühendisliği Okulu’nda profesör olan kıdemli yazar Max Zhang’a göre, “tarım ve güneş panellerinin bir arada bulunduğu agrivoltaik sistemlerin, geleneksel güneş enerjisi çiftliklerine kıyasla daha uzun panel yükseklikleri, daha yansıtıcı zemin örtüsü ve daha yüksek evapotranspirasyon oranları yoluyla daha fazla pasif soğutma sağlama potansiyeli vardır. Agrivoltaik sistemler aracılığıyla yenilenebilir elektrik üretebilir ve tarım arazilerini koruyabiliriz.”
Zhang’ın ekibi tarafından daha önce yapılan bir çalışmaya göre, New York’ta şebeke ölçekli güneş enerjisi gelişimi için uygun görülen alanın %84’ünden fazlası tarım arazisi olup, şebeke ölçekli güneş enerjisi çiftliği kapasitesinin yaklaşık %40’ı tarım arazilerinde oluşturulmuştur.
Tarımsal Voltaik Sistemlerinin Kullanımı
Ekip, hesaplamalı akışkanlar dinamiğine dayalı bir mikro iklim modeli ve güneş paneli sıcaklıklarından (su buharının bitkilerden ve topraktan yükseldiği süreç) elde edilen verileri kullanarak güneş paneli yüksekliğini, zeminin ışık yansıtıcılığını ve evapotranspirasyon oranlarını değerlendirdi. Tarımsal voltaik sistemlerin dünya çapında yaklaşan gıda-enerji sorunlarının çözümüne yardımcı olabileceğini keşfettiler.
Bilim insanları ve mühendisler, bitkiler üzerine inşa edilen güneş panellerinin çıplak zemin üzerine inşa edilenlere kıyasla daha düşük yüzey sıcaklıklarına sahip olduğunu gösterdiler. Çıplak toprağın yarım metre üzerine monte edilen güneş panelleriyle karşılaştırıldığında, soya fasulyesi mahsulünün 4 metre üzerine monte edilen güneş modülleri 10 santigrat dereceye kadar sıcaklık düşüşü göstermiştir.
Araştırma, açıkta kalan toprak veya çakılla karşılaştırıldığında, bitki örtüsü ve topraktan kaynaklanan artan evapotranspirasyon ve yüzey albedosunun neden olduğu soğutma etkisinin daha önemli olduğunu iddia etmektedir. Pasif soğutma aynı zamanda güneş panellerinin verimliliğini de arttırmaktadır. Ancak daha da iyisi, sıcaklık düştükçe güneş panelleri daha uzun süre dayanır ve uzun vadeli ekonomik potansiyelleri artar.
“Williams, güneş panellerinin çalışma sıcaklığını düşürerek performansı artırabileceğinizi ve güneş modüllerinizin ömrünü uzatabileceğinizi açıkladı. Araştırmamız sayesinde bir yandan çiftçiler gıda üretirken, diğer yandan da güneş enerjisi geliştiricileri daha uzun ömürlü ve dönüşüm verimliliğine sahip oluyor.”
Dünya Kaynakları Enstitüsü’nün 2050 yılına kadar gezegende beslenmesi gereken tahmini 10 milyar insan olacağını öngördüğü şu dönemde, bu karşılıklı fayda sağlayan fikri anlamak tarımsal üretim için çok önemlidir. İklim değişikliğinin etkilerini azaltmak için yenilenebilir enerjinin yaygınlaştırılmasını hızlandırmak çok önemlidir.
Agrivoltaik çiftlikler, Amerika Birleşik Devletleri’nin batı kıyısı gibi sıcak iklimlerde mükemmel olacaktır.
Aynı zamanda Cornell Atkinson Sürdürülebilir Gelecek Merkezi’nin Kathy Dwyer Marble ve Curt Marble Fakülte Direktörü olan Zhang’a göre, “bu noktaya kadar tarımsal voltaik sistemlerden elde edilen faydaların çoğu sıcak ve kurak iklim bölgeleri etrafında dönüyordu. Bu çalışma, dünyanın karşı karşıya olduğu arazi kullanımı rekabetini rahatlatmak için Kuzeydoğu ABD’yi temsil eden iklimlerde agrivoltaiklerin uygulanabilirliğini değerlendirmeye yönelik bir adım atıyor.”
Kaynak: techxplore
