Energi matahari, tanaman-tanaman, dan ternak bekerja sama di Pusat Penelitian dan Pendidikan Tanaman Universitas Massachusetts. Percobaan penelitian yang diluncurkan pada tahun 2010 menunjukkan bahwa pembangkitan energi matahari dapat terjadi bersamaan dengan penggembalaan ternak atau menanam tanaman sayuran.
“Tujuan dari pekerjaan kami adalah untuk melihat apakah kami dapat menghasilkan energi matahari sambil menjaga lahan dalam produksi pertanian, ” kata ahli agronomi Universitas Massachusetts (UM) Stephen Herbert. Hasil penelitian menunjukkan bahwa agri-voltaic – atau pertanian penggunaan ganda – memang bisa bekerja. Kuncinya adalah desain susunan surya.
Menilai Kompatibilitas
Pusat ini mengevaluasi kompatibilitas tanaman dan ternak dari susunan surya yang terdiri dari tiga panel yang ditumpuk secara vertikal dan ditinggikan dengan desain rak unik yang menopang panel 4 hingga 7 kaki dari tanah; Jarak 2 hingga 5 kaki di antara kelompok panel memungkinkan cahaya mencapai tanaman dan rumput yang tumbuh di bawah panel. Konfigurasi tradisional, seperti array yang dipasang oleh pengembang surya besar, biasanya terletak dekat dengan tanah di datar, rantai susunan padat yang menghalangi sinar matahari dan, dengan demikian, mengambil tanah dari produksi ag.
Namun, tidak demikian halnya dengan instalasi surya 17 kilowatt yang ditinggikan di pusat penelitian UM. “Setiap titik di bawah panel mendapat sekitar dua pertiga dari jumlah penuh sinar matahari sepanjang hari, kata Herbert.
Hasil dari, rumput yang tumbuh di bawah panel hampir tidak ada yang ketinggalan. inisial Herbert, evaluasi tiga tahun berfokus pada pertumbuhan hijauan dan kinerja penggembalaan ternak dalam susunan surya. “Area di bawah panel menghasilkan 90% hingga 95% dari hasil area padang rumput yang tidak tercakup oleh panel surya, " dia berkata. “Pada hari-hari musim panas, sapi akan berbaring di tempat teduh di bawah panel.”
Herbert kemudian menerapkan uji coba tiga tahun untuk melihat kinerja sayuran yang ditanam dalam kombinasi dengan tata surya. Dia menanam kangkung, Swiss chard, Brokoli, dan paprika.
“Tahun pertama sangat panas dan kering. Meskipun saya mengairi dengan baik di plot penelitian yang teduh, serta pada petak kontrol yang tidak diarsir, tanaman yang tumbuh di bawah panel menghasilkan lebih baik daripada tanaman kontrol, kata Herbert.
Salah satu alasan untuk peningkatan kinerja pabrik di area yang sebagian teduh di bawah susunan surya bisa jadi disebabkan oleh suhu yang lebih dingin di bawah panel. “Sampel jaringan yang diambil dari tanaman yang tumbuh di bawah panel bersuhu 15°F. lebih dingin daripada yang diambil dari tanaman yang tumbuh di bawah sinar matahari penuh, " dia berkata.
Selama dua tahun ke depan, kondisi tumbuh lebih dingin dan lebih basah, menghasilkan pertumbuhan yang lebih kuat pada tanaman yang tumbuh di bawah sinar matahari penuh. Sayuran yang dinaungi sebagian menghasilkan 45% sampai 60% dari hasil di petak kontrol.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa menanam makanan dan menghasilkan energi matahari merupakan pasangan yang baik. “Jika petani berencana memasang panel surya atau didekati oleh perusahaan tenaga surya yang berharap untuk mengembangkan lahan mereka menjadi ladang tenaga surya, mereka harus melakukannya sedemikian rupa sehingga mereka dapat mempertahankan pertanian di tanah itu, " dia berkata. “Mereka dapat terus mendapatkan penghasilan dari bertani di samping pendapatan yang diperoleh dari energi matahari.”
Batasan Tanaman
Pilihan untuk produksi tanaman di bawah panel, Namun, terbatas pada tanaman yang biasanya ditanam dan dipanen dengan tangan atau dengan mesin kecil. Tanaman penyerbuk yang menyukai naungan, tanaman tempat tidur, tanaman pembibitan, dan pohon buah-buahan atau semak bertubuh kecil adalah pilihan, selain sayur-sayuran dan ternak berukuran kecil hingga sedang, seperti kebanyakan breed sapi dan kuda dari breed nondraft.
“Ada banyak peluang berbeda untuk pertanian penggunaan ganda, ” kata Jordan Macknick, seorang analis di National Renewable Energy Laboratory (NREL), yang meneliti produksi tanaman di ladang tenaga surya dan mendanai mitra di seluruh negeri. “Ketinggian panel konvensional bekerja sangat baik dengan penggembalaan domba, dan panel yang ditinggikan bekerja dengan baik untuk menanam tanaman.”
Tempat Bertani Penggunaan Ganda
Selain pekerjaan Herbert di Massachusetts, NREL mendanai proyek penelitian penggunaan ganda di Arizona, Oregon, dan Colorado. Perusahaan pertanian penggunaan ganda independen mulai berkembang di Eropa, dia berkata.
Memasarkan tanaman penggunaan ganda dengan harga premium dapat dilakukan di beberapa pasar. “Selain mendapatkan penghasilan melalui penjualan listrik, petani mungkin dapat menjual hasil panen dengan harga bernilai tambah karena ditanam di bawah naungan panel surya, ” kata Macknick. “Kami melihat beberapa peternak lebah, contohnya, yang mampu memasarkan madu mereka dengan harga premium karena diproduksi bersama dengan pembangkit listrik tenaga surya.”
Biaya investasi dari susunan surya yang ditinggikan sangat bervariasi, mulai dari $2 sampai $5 per watt. “Biayanya tergantung lokasi, sistem konfigurasi, dan biaya interkoneksi yang dibebankan oleh utilitas lokal, ” kata Macknick. “Petani perlu mendapatkan penawaran dari pengembang surya untuk memasang tata surya di wilayah mereka.”
Array surya di pusat dipasang oleh Hyperion Systems (hyperionsystemsllc.com) yang berbasis di Massachusetts. Memang, pendiri perusahaan, David Marley, memiliki visi untuk menciptakan tata surya yang melestarikan kapasitas produktif lahan pertanian.
“Keyakinannya adalah makanan pertama dan energi kedua, ” kata pemilik perusahaan James Marley dari mendiang ayahnya. “Idenya menginspirasi proyek penelitian di University of Massachusetts dan kolaborasi sebuah yayasan dan dua lembaga sektor publik.”
Desain Hyperion yang dipatenkan untuk rak panel surya menempatkannya di garis depan gerakan yang mempromosikan pembangkitan tenaga surya dalam hubungannya dengan produksi makanan. “Kami memasang sistem tanpa menggunakan pondasi beton untuk penyangga, kata Marley. “Pijakan beton biasanya dapat mengambil beberapa kaki persegi di sekitar setiap tiang penyangga.”
Dukungan Hyperion adalah tiang baja 4 hingga 8 inci yang ditambatkan oleh flensa baja di ujungnya, yang didorong ke dalam tanah hingga kedalaman 8 kaki. Sistem ini dinilai untuk menahan angin 120 mph.
Pendapatan energi dari tata surya berukuran untuk memenuhi kebutuhan energi rumah atau pertanian biasanya terjadi melalui pengaturan net-metering dengan utilitas lokal. Energi yang dihasilkan oleh sistem dikirim ke grid, dan petani menarik tenaga listrik dari jaringan tanpa biaya, hingga jumlah yang dihasilkan oleh sistem on-farm selama periode tertentu.
“Negara bagian yang berbeda memiliki insentif yang berbeda dalam hal apa yang akan mereka bayar untuk listrik, ” kata Macknick.
Insentif Surya
Program Energi Pedesaan Amerika USDA (energy.gov) menawarkan hibah untuk pemasangan sistem energi terbarukan. Kredit pajak federal dapat diklaim untuk memasang sistem energi surya.
Belajarlah lagi
Stephen Herbert
413/545-2250
[email protected]
Jordan Macknick
303/275-3828
openei.org/wiki/inSPIRE
