Такой подход совместного размещения может оказаться особенно полезным в солнечных и засушливых регионах, таких как юго-запад Соединенных Штатов, где воды не хватает, — сказала Суджит Рави, которая проводит постдокторские исследования с профессорами Дэвидом Лобеллом и Крисом Филдом, оба из преподавателей экологических наук о системе Земли. и старшие научные сотрудники Стэнфордского Вудского института окружающей среды. «Совместно расположенные солнечно-биотопливные системы могут быть новой стратегией для производства двух форм энергии на невозделываемых землях: электричество от солнечной инфраструктуры и легко транспортируемое жидкое топливо от выращивания биотоплива», — сказал Рави, ведущий автор нового исследования, опубликованного в недавний выпуск журнала Environmental Science Технология, раскрывающая идею.Фотоэлектрические (PV) солнечные фермы работают на солнечном свете, но для удаления пыли и грязи с панелей требуется вода, чтобы обеспечить их максимальную эффективность.
Вода также используется для увлажнения земли, чтобы предотвратить скопление и распространение пыли. Зерновые культуры, посаженные под солнечными панелями, будут улавливать сточные воды, используемые для очистки фотоэлектрических панелей, тем самым помогая оптимизировать землю. Корни растений также помогут закрепить почву, а их листва уменьшит способность ветра поднимать пыль.
Компьютерное моделирование гипотетической совместной солнечной фермы в округе Сан-Бернардино в Южной Калифорнии, проведенное Рави и его коллегами, предполагает, что эти два фактора вместе могут привести к сокращению общего количества воды, которое необходимо солнечным фермам для работы. «Это может быть беспроигрышная ситуация», — сказал Рави. «Вода уже ограничена во многих областях и может стать серьезным препятствием в будущем. Такой подход может позволить нам производить энергию и сельское хозяйство, используя ту же воду».Но какие культуры использовать?
Многие солнечные фермы работают в солнечных, но засушливых регионах, негостеприимных для большинства продовольственных культур. Но есть одно ценное растение, которое хорошо растет при высоких температурах и в плохой почве: агава. Колючая установка, произрастающая в Северной и Южной Америке, может использоваться для производства жидкого этанола — биотоплива, которое можно смешивать с бензином или использовать для питания транспортных средств на этаноле. «В отличие от кукурузы или других зерен, большая часть агавы может быть преобразована в этанол», — сказал Рави.Команда планирует протестировать подход совместного размещения по всему миру, чтобы определить идеальные растения для использования и собрать реалистичные оценки урожайности и экономических стимулов.
«Работа Суджит — отличный пример того, как мышление, выходящее за рамки единственной проблемы, такой как вода, еда или энергия, иногда приводит к творческим решениям», — сказал Лобелл, соавтор нового исследования. «Конечно, творческие решения не всегда работают в реальном мире, но это, по крайней мере, кажется достойным более подробного изучения».