Het gezamenlijk ontwikkelen van land voor zowel fotovoltaïsche zonne-energie als landbouw zou 20% van de totale elektriciteitsopwekking in de Verenigde Staten kunnen opleveren met een investering van minder dan 1% van het jaarlijkse Amerikaanse budget, een nieuw artikel van onderzoekers van de Oregon State University gevonden.

Grootschalige installatie van agrivoltaïsche systemen zou kunnen leiden tot een jaarlijkse reductie van 330, 000 ton CO2-uitstoot in de VS – het equivalent van 75, 000 auto's van de weg per jaar - en de creatie van meer dan 100, 000 banen in plattelandsgemeenschappen, terwijl de gewasopbrengst minimaal wordt beïnvloed, zeggen de onderzoekers.

"Agrivoltaics bieden een zeldzame kans op echte synergie:meer voedsel, meer energie, lagere waterbehoefte, lagere CO2-uitstoot, en meer welvarende plattelandsgemeenschappen, " zei Chad Higgins, een universitair hoofddocent aan het Oregon State's College of Agricultural Sciences en de senior auteur van het artikel gepubliceerd in het tijdschrift Sustainability.

Agrivoltaics sluiten ook aan bij de doelstellingen van de Green New Deal, een pakket federale wetgeving om klimaatverandering en economische ongelijkheden aan te pakken, zei Higgins.

"Landelijk Amerika, landbouw in het bijzonder, kan de oplossing zijn voor veel van onze zorgen, of het nu gaat om hernieuwbare energie, het verminderen van de gevolgen van klimaatverandering, duurzaam voedsel of goed waterbeheer, Higgins zei. "Die verbinding is grotendeels onaangeboord omdat er niet voldoende in die gemeenschappen is geïnvesteerd.

"Wat we in dit document voorstellen, is allemaal mogelijk. Het is technisch mogelijk. Het is politiek mogelijk. En het zou geld opleveren na de initiële investering. oorzaak van problemen."

De analyse die in het artikel wordt geschetst, bereidt Higgins voor op de volgende fase van zijn agrivoltaïsche onderzoek, waaronder de installatie van een volledig functioneel zonnepark dat is ontworpen om prioriteit te geven aan landbouwactiviteiten op vijf hectare van het North Willamette Research and Extension Station van Oregon State in Aurora, Oregon, 20 mijl ten zuiden van Portland.

De volgende fase is bedoeld om de landbouwgemeenschap en potentiële toekomstige financiers te laten zien hoe de bevindingen van Higgins kunnen worden toegepast in landbouwsystemen in de echte wereld om vroege adoptie aan te moedigen. De grond wordt naar verwachting in mei 2021 geopend en de productie zal naar verwachting in 2022 beginnen.

In de Duurzaamheidskrant Higgins en zijn co-auteur, Kyle Proctor, een doctoraatsstudent in zijn lab, vinden dat een gebied ter grootte van Maryland nodig zou zijn voor agrivoltaics om te voorzien in 20% van de Amerikaanse elektriciteitsopwekking. Dat is ongeveer 13, 000 vierkante mijl, of 1% van de huidige Amerikaanse landbouwgrond.

De kosten van de agrivoltaïsche arrays zouden $ 1,12 biljoen bedragen over een projectduur van 35 jaar. De onderzoekers zijn van mening dat de particuliere sector zou investeren in het grootste deel van de bouwkosten, waarbij de federale overheid zou bijdragen met kortingen en andere stimulansen.

Met behulp van geld dat wordt gegenereerd uit de elektriciteit die de arrays produceren, de onderzoekers schatten dat het ongeveer 17 jaar zou duren om de $ 1,12 biljoen terug te betalen. Na de verwachte levensduur van 35 jaar van het project, de onderzoekers schatten dat de arrays $ 35,7 miljard aan inkomsten zouden opleveren.

Installatie van de arrays zou het equivalent van 117 creëren, 000 banen van 20 jaar, waarbij 40% duurzame posities zijn voor het bedienen en onderhouden van de arrays, zeggen de onderzoekers.

Higgins komt bij dit project met een eclectische achtergrond. Hij ging door een zelf beschreven fase van het verzamelen van ingenieursdiploma's en heeft artikelen gepubliceerd over alles, van enzymreactiekinetiek tot sneeuwfysica tot turbulentietheorie.

De brede achtergrond kwam op een dag in 2013 goed van pas toen hij zijn 'denkpad' op de campus van de staat Oregon aan het wandelen was. Hij zag groener grasland onder recent geïnstalleerde zonnepanelen. Puttend uit zijn achtergrond bij het bestuderen van water, landbouw, hernieuwbare energie, mechanische en civiele techniek, hij begon na te denken over agrivoltaïsch onderzoek.

Zijn eerste onderzoek richtte zich op de impact die zonnepanelen hadden op de gewassen die eromheen werden geplant. Dat onderzoek, samen met werk van andere wetenschappers, heeft aangetoond dat de gewasopbrengst afhankelijk is van het type gewas, maar op het einde, wanneer de waarde van de door de zonnepanelen opgewekte elektriciteit wordt meegerekend, er is een economisch netto voordeel van de agrivoltaïsche systemen.

Kijkend naar de toekomst, Higgins gelooft dat de grootschalige installatie van agrivoltaïsche systemen de deur opent voor andere technologieën. De overtollige energie die door de zonnepanelen wordt opgewekt, kan worden gebruikt om elektrische tractoren aan te drijven of om kunstmest op een boerderij te genereren. Er zouden goedkope sensoren op de zonnepanelenplatforms kunnen worden geïnstalleerd om op kunstmatige intelligentie gebaseerde beslissingen te ondersteunen om de landbouwproductiviteit te verbeteren.

"Als we eenmaal infrastructuur hebben, als we eenmaal energie hebben, we zijn klaar om zoveel meer grote problemen aan te pakken, ' zei Higgins.