Ew dixwin û enerjiyê didin

Çandinî xwedan qadên vekirî û tav e. Çima hilberîna xwarinê bi hilberîna enerjiyê re hev nakin (1)? Wekî din, elektrîka ku ji hêla panelên rojê ve hatî hilberandin dikare li herêmê were bikar anîn, mînakî, ji bo pompeyên avdanê hêzdar bike, û zêdeyî dikare ji torê re were firotin û dahata xwedan zêde bike.

Hêjayî zanînê ye ku gelek nebat ji tîrêja tavê ya rasterast hez nakin. Panelên ku li jorê wan hatine danîn dê destwerdanê nekin, û tewra dirûnê xweştir bikin. Bi gelemperî, ew dikarin werin sererast kirin û asta ronahiya hatî li gorî şêwazên pir bi guncan ên bernamekirî biguhezînin. Her weha hûn dikarin van wekî serayên nûjen ên ku wan li şûna panelên cam ên birêkûpêk bikar tînin bihesibînin. panelên tavê.

Beriya salekê, Scientific Reports lêkolînek ji zanîngeha Oregonê weşandibû ku nîşan dide ku ji sedî yek ji zeviyên çandiniyê yên cîhanê bi van saziyan vegirtin divê têra peydakirina elektrîkê ji tevahiya mirovahiyê re bike.

Li şûna ku hûn ji bo cîhê pêşbaziyê bikin, zeviyê dabeş bikin

Di sala 1981 de, Adolf Goetzberger û Armin Sastrow yekem kes bûn ku têgeha karanîna dualî ya zeviyên çandiniyê ji bo hilberînê pêşniyar kirin. enerjiya rojê û çandina çandiniyê ji bo baştirkirina hilberîna çandiniyê ya giştî. Ev beşdariya wan bû ji nîqaşa domdar a derbarê pêşbaziya ji bo zeviyên çandiniyê di navbera hilberîna enerjiya rojê û zeviyên çandiniyê de.

Li ser bingeha texmîna ku tiştek wekî xala têrbûna ronahiyê heye, û zêdekirina hejmara fotonan rê nade başbûnê, lêkolînerê Japonî Akira Nagashima ji bo karanîna ronahiya zêde tevliheviyek pratîkî ya pergalên fotovoltaîk û çandiniyê pêşniyar kir. Wî di sala 2004 de prototîpên yekem pêşxist.

Heya sala 2017-an, zêdetirî hezar pergalên fotovoltaîk li ser zeviyên çandiniyê yên Japonî hatine saz kirin, ku bi çandiniya kevneşopî re hevjîniyê dikin. Ji bo bidestxistina destûrek ji bo xebitandina panelên tavê li ser zeviyan, cotkarên li Japonyayê divê li gorî qanûnên herêmî ji sedî 80 hewcedariya lênihêrînê bicîh bînin. hilberîna çandiniyê ya normal.

Di sala 2017’an de li Japonyayê santrala elektrîkê ya 35 MW, ku li ser 54 hektar zeviyên çandiniyê hatiye bicihkirin, ket meriyetê. Rêjeya siya vê santralê ji sedî 50 e, ku ji sedî 30 zêdetir e. siya ku bi gelemperî di santralên çandinî yên Japonî de tê bikar anîn. Cotkar di nav yên din de ginseng, ashitaba û korander diçînin. Li Ukujima di demeke nêz de santrala enerjiya rojê ya 480 MW ku santralên çandiniyê jî di nav de ye, tê çêkirin.

Peyva "agrovoltaîk" di yek ji weşanan de di sala 2011 de xuya bû. Li Asyayê carinan têgîna "parvekirina rojê" jî tê bikar anîn. Li ser mînaka Japonyayê, gelek welatên vê parzemînê projeyên bi vî rengî pêk tînin, helbet Çîn û Hindistan jî di nav de. Di rewşa dawîn de, enerjiya çandiniyê ji bo zêdekirina dahata belengazên gundewarî wekî derfetek hêja tê dîtin. Li Malezyayê, hewl hat dayîn ku panelên rojê li ser nebatên çayê, û li Viyetnamê - li ser çandiniyên şîrmij werin sazkirin.

Helbet ev konsept gihişt Ewropayê jî. Rêjeya herî pêşîn û herî mezin li Fransayê. Ji destpêka sala 2007’an vir ve serayên fotovoltaîk têne çêkirin. Mînakek teknolojiya fransî projeya Agrinergie ye, ku ji hêla Akuo Energy ve ji XNUMX ve hatî pêşve xistin.

Ji sala 2009-an vir ve şirketên fransî INRA, IRSTEA û Sun'R li ser bernameyeke ku ji bo zeviyên bi navê Sun'Agri hatî çêkirin dixebitin. Prototîpa yekem li ser herêmek 0,1 hektar li Montpellier hate saz kirin. Prototîpên din ên yekîneyê bi panelên yek eksê yên mobîl di 2014 û 2017 de hatine çêkirin. Yekem santrala agro-elektrîkê ya derve ya Sun'R di bihara 2018-an de li Tresser li Pyrenees-Orientales hate çêkirin. Kapasîteya santrala 2,2 MW ji panelên li ser 4,5 hektar rez hene (2). Û ev ne tenê projeyên fransî yên bi vî rengî ne.

2. Bi panelên rojê re rez mezin dibin

Ronahiya zêde ji fotosentezê

Li Dewletên Yekbûyî, van projeyan ji hêla SolAgra (3) ve bi hevkariya Wezareta Agronomy ya UC Davis ve têne rêve kirin. Yekemîn santrala elektrîkê ya bi rûbera 0,4 hektarî di bin pêşdebirinê de ye. Qada 2,8 hektarî wekî amûrek rêveberiyê tê bikar anîn. Çend cureyên çandiniyê têne lêkolîn kirin: îhn, sîr, zelûl, îspenax, behîv, gêzer, rîçal, kartol, rukola, mêw, çîp, kelem, parsû, fasûlî, binî, şepik, xerdel. Ceribandinên Agroelektrîkê jî li gelek zanîngehên Amerîkî têne kirin.

3. Sazkirinên fotovoltaîk ên li kêleka berhemên SolAgra

Li gorî lêkolînek ku ji hêla endezyar, lêkolînerên biyolojiya nebatan û lêkolînerên fizîkê ve li Zanîngeha Dewleta Karolînaya Bakur ve hatî fînanse kirin, ku ji hêla endezyar, lêkolînerên biyolojiya nebatan û lêkolînerên fizîkê ve hatî fînanse kirin, gelek sera dikarin bi karanîna panelên rojê yên zelal ji bo hilberîna enerjiyê bibin enerjiyê bêalî (4). Em behsa bikaranîna enerjiyê ya dirêjahiya pêlên ronahiyê dikin ku nebat ji bo fotosentezê bikar naynin. Encamên lêkolînê meha sibata îsal di kovara Joule de hatin weşandin.

4. Serayê Agroelectric

"Nebat tenê hin ji wan ji bo fotosentezê bikar tînin dirêjahiya pêlên ronahiyê. Fikir ew e ku meriv serayên ku ji vê ronahiya bêkar enerjiyê hildiberîne û di heman demê de piraniya ronahiya fotosentetîkî bihêle were afirandin, "Brendan O'Connor, yek ji nivîskarên lêkolînê rave dike. "Em dikarin vê yekê bi şaneyên rojê yên organîk bi dest bixin ji ber ku ew rê didin me ku em spektura ronahiya ku ji hêla şaneya rojê ve tê vegirtin baş bişopînin. Lêbelê, heya nuha ne diyar bû ku serayek dikare çend enerjiyê bistîne ger van şaneyên rojê yên şefaf, bijartî, organîk bikar bîne."

Ji bo bersiva vê pirsê, lêkolîneran modelek hesabker bikar anîn. O'Connor dibêje: "Piraniya enerjiya ku di serayan de tê bikar anîn bi germkirin û sarkirinê ve girêdayî ye, ji ber vê yekê modela me li ser hesabkirina barkirina enerjiyê ya ku hewce dike ji bo domandina germahiya çêtirîn ji bo mezinbûna tomato re mijûl bû." "Modêl her weha mîqdara enerjiya ku sera dê hilberîne heke panelên tavê li ser banê wê werin danîn hesab kir."

Ji bo nebatên ku ji siyê hez dikin

Sê celebên sereke yên agrovoltaîk niha têne lêkolîn kirin: panelên tavê yên li cîhê di navbera zeviyan de, panelên tavê yên li ser zeviyan, û pergala rojê ya serayê. Parametreya sereke ya ku ji bo pergalên agrovoltaîk tê hesibandin goşeya meyla panelên rojê ye. Guherbarên din ên ku dema sazkirina pergalek çandinî-elektrîkê têne hesibandin celebê çandiniyê, bilindahiya panelan, tîrêjiya rojê ya li herêmê, û hewaya li herêmê ne.

Wen Liu ji Zanîngeha Zanist û Teknolojiyê ya Hefei ya li Chinaînê di sala 2015-an de ramanek nû ji bo agrovoltaîk pêşniyar kir, bi karanîna panelên camê yên ku bi fîlimek polîmer ve hatine pêçandin da ku bi hilbijartî dirêjahiya pêlên tîrêja rojê yên ku ji bo fotosenteza nebatan hewce ne (ronahiya şîn û sor) veguhezîne. . Hemî dirêjahiya pêlên din di konsantasyonê de têne xuyang kirin û berhev kirin panelên rojê ji bo hilberîna hêzê.

Modelkirin û lêkolînên di agrovoltaîk de nîşan didin ku hilberîna elektrîkê ji zeviyan hilberîna çandiniyê kêm nake. Bê guman, ev ji bo nebatên ku tolerasyona siyê ne an jî tîrêja rojê kêmtir tercîh dikin çêtirîn dixebite.

Di lêkolîneke dawî ya li Arizona de, zanyar nebatên ku di bin panelên rojê de mezin dibin û nebatên ku di tîrêja tavê ya rasterast de mezin dibin, dan ber hev. Wan bi taybetî destnîşan kir ku hilberîna giştî ya îsotên çiltepîn sê qat zêdetir bû di pariyên di bin panelên rojê de, û hilberîna tomato kiraz di binê panelên rojê de du qat zêde bû. Hin nebatên di pergalên agroelektrîkê de pir kêmtir av hewce dikin, beşek ji ber ku axê siya bêtir şil digire.

Projeyek lêkolînê li South Deerfield, Massachusetts, perspektîfên wekhev peyda kir. Testan destnîşan kir ku mezinbûna brokolî û sebzeyên mîna wan ji sedî 60 zêdetir giraniya nebatan ji nebatan di tava tavê de çêdike.

Ji ber vê yekê dibe ku qada pêşveçûna zeviyên mezin ên rojê ne Sahara û çolên din be, wekî ku pir caran tê pêşbînîkirin, lê zeviyên ku heya nuha tenê wekî xwarin têne zanîn?