De meest productieve plekken op aarde voor zonne-energie zijn landbouwgronden, volgens een onderzoek van de Oregon State University.

De studie, vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten , constateert dat als minder dan 1 procent van de landbouwgrond wordt omgezet in zonnepanelen, het zou voldoende zijn om aan de wereldwijde vraag naar elektrische energie te voldoen. Het concept van het gezamenlijk ontwikkelen van hetzelfde stuk land voor zowel fotovoltaïsche zonne-energie als conventionele landbouw staat bekend als agrivoltaics.

"Onze resultaten geven aan dat er een enorm potentieel is voor zonne-energie en landbouw om samen te werken om betrouwbare energie te leveren, " zei corresponderende auteur Chad Higgins, een universitair hoofddocent in OSU's College of Agricultural Sciences. "Er is een oud gezegde dat landbouw alles kan overproduceren. Dat is wat we vonden in elektriciteit, te. Het blijkt dat 8, 000 jaar geleden, boeren vonden de beste plaatsen om zonne-energie op aarde te oogsten."

De resultaten hebben implicaties voor de huidige praktijk van het bouwen van grote zonnepanelen in woestijnen, zei Higgins.

"Zonnepanelen zijn kieskeurig, " zei hij. "Hun efficiëntie daalt naarmate de panelen heter worden. Dat dorre land is heter. Hun productiviteit is minder dan wat het zou kunnen zijn per hectare."

Voor hun studie OSU-onderzoekers analyseerden stroomproductiegegevens verzameld door Tesla, die vijf grote netgekoppelde, op de grond gemonteerde elektrische zonnepanelen op landbouwgronden die eigendom zijn van de staat Oregon. specifiek, het team keek naar de gegevens die elke 15 minuten werden verzameld op de 35th Street Solar Array die in 2013 aan de westkant van de Corvallis-campus van OSU werd geïnstalleerd.

De onderzoekers synchroniseerden de Tesla-informatie met gegevens die waren verzameld door microklimaatonderzoeksstations die ze installeerden op de array die de gemiddelde luchttemperatuur registreerde, relatieve vochtigheid, windsnelheid, windrichting, bodemvocht en inkomende zonne-energie.

Op basis van die resultaten, Elnaz Hassanpour Adeh, een recente Ph.D. afgestudeerd aan OSU's waterbronnen engineering-programma en co-auteur van de studie, een model ontwikkeld voor fotovoltaïsche efficiëntie als functie van de luchttemperatuur, windsnelheid en relatieve vochtigheid.

"We ontdekten dat wanneer het buiten koel is, de efficiëntie beter wordt, Higgins zei. "Als het heet is, wordt de efficiëntie slechter. Als het doodstil is, is de efficiëntie slechter, maar wat wind maakt het beter. Naarmate de omstandigheden vochtiger werden, de panelen deden het slechter. Zonnepanelen zijn net als mensen en het weer, ze zijn gelukkiger als het koel, winderig en droog is."

Met behulp van wereldwijde kaarten gemaakt van satellietbeelden, Adeh paste dat model vervolgens wereldwijd toe, verspreid over 17 klassen van wereldwijd geaccepteerde bodembedekking, met inbegrip van klassen zoals akkerlanden, gemengde bossen, stedelijk en savanne. De klassen werden vervolgens gerangschikt van beste (akkerland) naar slechtste (sneeuw/ijs) in termen van waar een zonnepaneel het meest productief zou zijn.

Het model werd vervolgens opnieuw geëvalueerd om het agrivoltaïsche potentieel te beoordelen om te voldoen aan de verwachte wereldwijde vraag naar elektrische energie die is bepaald door de Wereldbank.

Higgins en Adeh publiceerden eerder onderzoek waaruit blijkt dat zonnepanelen de landbouwproductie verhogen op droge, niet-geïrrigeerde landbouwgrond. Die resultaten gaven aan dat het plaatsen van zonnepanelen op weiland of landbouwvelden de gewasopbrengst zou kunnen verhogen.