农场收入。1 Agrivoltaic作物试验对作物产量的影响显示出显着差异,其结果不同,取决于广泛的因素,包括作物类型,品种,位置,太阳能设计,阵列内的位置以及天气。需要进一步的研究,以更好地理解和预测产量的影响,确定合适的作物品种,并适应特定位置,农作物和生产系统的太阳能设计。仍然,船尾的最近调查以及太阳能和储存工业研究所(SI2)表明,对调查做出回应的大约三分之二的农民和牧场主对从事Agrivoltaics生产开放,主要是由补充收入以支持其运营的补充收入而动机。同样,太阳能行业预计Agrivoltaics的未来增长,有80%的太阳能开发商对SI2的调查做出了回应,表明他们计划将来开发Agrivoltaic项目。
全球人口增长和气候变化使满足基本需求(食物、水、能源和住房)的努力日益相互竞争。其中一个表现是快速开发农业用地用于城市用途或太阳能项目。农业光伏已成为一种有前途的方式,既能保护农田,又能适应新的太阳能发展。农业光伏项目以协同的方式将粮食作物或牲畜养殖与太阳能光伏并置。如果设计和选址得当,农业光伏项目可以同时提高作物产量、产生可再生能源、节约用水、保护农业用地,并为农村社区带来新的经济发展和税收收入。然而,需要联邦、州和地方各级更加重视政策,以加速农业光伏技术在全国范围内的部署。本文介绍了信息差距、外部性问题和地方反对如何阻碍美国农业光伏的发展,并确定了能够使农业光伏蓬勃发展的具体法律和政策。
NREL 农光伏专家 Brittany Staie、James McCall 和 Dana-Marie Thomas(未图示)在科罗拉多州朗蒙特的 Jack's Solar Garden 与黑人农民合作组织会面,讨论农光伏设计方案、作物和农业设备兼容性、合作伙伴关系发展和现场运营。NREL 的 InSPIRE 团队 (openei.org/wiki/InSPIRE/Team) 为黑人农民合作组织成员 Cetta Barnhart 提供了技术经济分析,以通过 C2C Expert Match (nrel.gov/c2c/expertmatch) 比较她位于佛罗里达州蒙蒂塞洛的农场 Seed Time Harvest 的五种农光伏设计方案。在此处阅读有关此技术援助案例研究的更多信息 (nrel.gov/news/features/2023/nrel-partners-with-black-farmers collaboration-to-plan-solar-panels-for-forida-farms-and church.html)。摄影:Dana-Marie Thomas,NREL
第二部分仍然保密,详细介绍了涉及Feedgy的PV温室试点系统的现实应用程序。本节提供了配备辐照传感器的实验设置。分析了自2024年2月以来收集的数据,以了解温室内的辐照行为。开发了一种基本的辐照模型,称为组成模型。该模型使用简化的光学,物理和几何系数结合了用于扩散辐照度的光学VF模型与直接辐照模型。模型验证和对实验数据的分析表明,该模型可以有效地执行,尤其是在阴天天数,显示内部和外部辐照行为之间的线性相关性很强。尽管具有简单性和效率,但由于试验系统和数据质量的限制,该模型仍存在局限性。尽管如此,它为APV市场中目前普遍存在的更复杂和计算密集的方法提供了一种有希望的替代方法。
加州《可持续地下水管理法》(SGMA)要求限制地下水抽取量,再加上气候变化的影响,正在迫使水资源管理者、农民和社区减少用水量,同时保持农作物产量并提高社会和环境复原力。多效土地再利用是一个有前途的解决方案,它涉及将灌溉农业用地转变为促进节水的用途,并使社区和生态系统受益。在某些情况下,农民可以获得补偿,以将他们的农田转变为其他有益用途,例如公园、栖息地走廊、新的社会经济机会、非灌溉牧场、清洁工业和可再生能源的空间以及野生动物友好的多效补给盆地(EDF 2021;Fernandez-Bou 等人 2023)。农光伏和生态光伏展示了如何通过安装太阳能电池板将清洁能源融入多效益土地再利用项目中,同时转向其他有益活动,例如过渡到耗水量较少的作物、覆盖作物、栖息地恢复和非灌溉牧场。农光伏和生态光伏有助于实现清洁能源生产、能源弹性和节水目标,同时为土地所有者和农民提供额外的收入来源。作为土地管理整体方法的一部分,农光伏和生态光伏代表了创新解决方案,支持农村社区的长期可持续性和弹性并保护其农业遗产(Adeh、Selker 和 Higgins 2018;Sturchio 和 Knapp 2023;Tölgyesi 等人 2023;Warmann、Jenerette 和 Barron-Gafford 2024)。
牲畜生产是基于捕获牲畜的作物的光合作用来捕获太阳的能量。太阳能基于光伏转换到电的捕获能量。拟议的项目将确定在美国整合太阳能技术和牲畜和蔬菜生产系统的新兴策略。通过过去的投资和在可再生能源和乳制品生产研究方面的机构经验,明尼苏达州西部中央研究与外展中心(WCROC)有一个全球独特的机会来带领一场新的绿色革命 - 这项革命是一项革命,该革命是当前在农业行业中消耗的革命。WCROC制定了一项战略计划,以减少化石能源消耗和乳制品生产系统中的碳足迹。这个协作项目将基于项目调查人员的可再生能源和太阳能技术活动。该提案将通过进一步整合农业生产商的太阳能技术和牲畜生产策略来利用当前的努力。
为了评估伊利诺伊州杰克逊县农光伏发电的初步可行性,杰克逊县的一个社区联盟通过美国能源部的社区 LEAP(地方能源行动计划)试点项目请求技术援助,以根据该地区独特的农业环境进行初步的技术经济评估、资源评估和可行性评估。作为社区 LEAP 的一部分,国家可再生能源实验室 (NREL) 采访了杰克逊县的五位专家,了解五种作物(葡萄园、草莓、南瓜、苹果和梨园以及大麻),以研究农光伏发电整合的潜力并确定可能阻碍发展的关键障碍。NREL 对不同的农光伏系统设计进行了技术经济分析,以确定农光伏发电发展的经济制约因素和机遇。本报告对杰克逊县的农光伏发电进行了初步可行性评估。
近年来,公共和私人实体对替代食品生产系统的投资有所增加。受控环境农业(CEA)和Agrivoltaics(AV)的两个系统因其在粮食生产之外提供社会经济益处的潜力而受到强调。CEA是封闭结构(包括水培和垂直农业结构)的使用,主要是种植作物,主要是特种作物。CEA可以在缺乏传统户外生产空间,改善城市地区当地食品的空间中的社区中提供当地生产的营养食品,并成为适应或减轻气候变化的潜在工具。CEA部门在很大程度上扩大了技术进步。2009年至2019年之间CEA操作的数量增加了一倍以上。此外,2019年使用非传统技术系统种植了一些重要的CEA作物(主要是蔬菜)的60%以上。AV是农业生产和太阳能电池板的共同点。AV可能允许扩大太阳能开发,以解决气候变化,而无需与传统的大规模太阳能开发有关的土地使用冲突。截至2021年,大多数AV地点都是太阳能农场,上面种植了授粉媒介的营养覆盖物,在某些情况下,这些覆盖物被绵羊放牧。用于研究具有特种作物和/或牲畜生产的各种AV系统的资助。