지속적인 기후 변화 동안 식량 생산의 회복력을 높이고 재생 에너지 생산을 강화하는 것은 오늘날 세계의 근본적인 과제입니다.
그러나 태양 에너지 발전은 경작지에서 점점 더 수익성 있는 사용이 되고 있으며, 이는 태양열 농장이 식량 생산을 대체할 것이라는 우려로 이어졌습니다.
한 가지 가능한 솔루션은 농업과 태양광 패널을 함께 배치하는 농업용 태양광 발전으로 작물 생산을 유지하고 재생 가능한 에너지를 생산하며 물 사용을 줄이고 농장 수익성을 높일 수 있습니다.
그러나 농부들은 농업 시스템에 가장 적합한 작물과 위치, 그리고 작물 수확량을 유지하거나 증가시키는 태양 전지판 설계 및 배치를 결정하는 데 도움이 필요합니다.
미국 농무부의 국립식량농업연구소(National Institute of Food and Agriculture)의 새로운 10천만 달러 보조금을 통해 연구자들은 다양한 토지 유형 및 기후 시나리오에서 농업 발전 시스템의 설계를 최적으로 최적화하는 방법을 연구할 수 있습니다.
SCAPES(Sustainably Colocating Agricultural and Photovoltaic Electricity Systems)라는 1.725개년 프로젝트의 선두 연구소는 일리노이 대학교 어바나 샴페인입니다. 파트너 기관에는 애리조나 대학교, 콜로라도 주립 대학교, 오번 대학교, 일리노이 대학교 시카고 및 국립 재생 에너지 연구소가 있습니다. 이 프로젝트는 농업 및 식품 연구소의 지속 가능한 농업 시스템 프로그램을 통해 자금이 지원됩니다. 애리조나 대학교는 XNUMX만 XNUMX달러의 보조금을 받게 됩니다.
Greg Barron-Gafford의 연구팀에는 UArizona 학부생과 대학원생이 포함되어 있습니다. Barron-Gafford(오른쪽)가 학생 Alyssa Salazar, Leandro Phelps-Garcia 및 Isaiah Barnett-Moreno와 함께 사진을 찍고 있습니다.
그렉 배런-가포드(Greg Barron-Gafford) 교수는 지리, 개발 및 환경 학교 사회 및 행동 과학 대학, 프로젝트의 물리학 책임자입니다. 2017년 UArizona 학부생과 대학원생을 포함하는 Barron-Gafford의 연구팀은 대학의 9피트 태양 전지판 아래에서 작물을 재배하기 시작했습니다. 바이오스피어 2 Barron-Gafford가 식품, 에너지 및 물 복원 솔루션 책임자인 시설입니다.
Barron-Gafford가 주도한 농업 발전에 대한 최초의 현장 데이터 평가 미국에서. 그는 농업 발전이 태양 전지판과 작물 생산의 효율성을 증가시킨다는 것을 발견했습니다. 식물에서 방출되는 물은 태양 전지판을 냉각시켜 효율성과 전기 출력을 높입니다. 패널의 그늘은 식물 생산성을 높이고 물을 절약하는데, 이는 기후 변화가 극심한 더위와 가뭄에 취약한 지역의 수를 증가시키기 때문에 특히 중요하다고 Barron-Gafford는 말했습니다.
SCAPES 프로젝트는 태양 전지판의 존재에 대한 미기후 및 식물 반응을 평가하기 위해 애리조나 대학의 새로운 1.5에이커의 농업 발전 연구 연구소를 XNUMX개의 농업 연구 장소 중 하나로 사용할 것입니다. 측정 어레이는 Barron-Gafford에서 개발한 프로토콜을 따릅니다.
2017년에 Barron-Gafford의 연구팀은 대학의 Biosphere 9 시설에서 2피트 태양 전지판 아래에서 작물을 재배하기 시작했습니다.
Barron-Gafford는 “이 USDA 프로그램은 우리가 실제로 대규모로 설치하게 될 첫 번째 프로그램입니다. “우리는 계속해서 '당신이 보고 있는 이 모든 이점이 이것을 확장하거나 다른 형태의 농업을 볼 때 여전히 발생합니까?'라는 질문을 받습니다. 그것이 바로 이 프로젝트가 하는 일입니다. 그 규모와 함께 오는 기회와 장벽을 살펴보는 것입니다.”
이 교부금으로 Barron-Gafford는 다음과 같이 덧붙였습니다. “우리는 한 번에 더 많은 식량 작물을 측정할 수 있습니다. 그리고 물 사용량을 줄이고 식량 수요를 충족시킬 수 있는지 확인하는 것과 같이 훨씬 더 많은 조작을 할 수 있을 것입니다.”
보조금의 수석 연구원이자 일리노이 대학교 어바나-샴페인 지속 가능성, 에너지 및 환경 연구소의 임시 이사인 Madhu Khanna는 "우리 프로젝트는 농업 발전의 변혁적 잠재력에 대한 포괄적인 분석을 제공할 것입니다."라고 말했습니다. "우리의 목표는 작물 수확량을 유지하거나 증가시키고, 식량과 전기를 합한 토지 생산성을 높이고, 다양한 환경에서 줄지어 재배한 작물과 마초 및 특수 작물로 농부의 이익을 다양화 및 증가시키는 것입니다."
UArizona 지리, 개발 및 환경 대학의 교수이자 Udall 공공 정책 연구 센터의 임시 소장인 Andrea Gerlak은 이 프로젝트의 사회 과학 연구 부국장이 될 것입니다. Gerlak과 동료들은 농부, 태양광 산업 종사자 및 정치인과 같은 다양한 이해 관계자와 함께 포커스 그룹을 실시하여 농업 시스템 사용에 대한 의사 결정을 내리는 요인과 새로운 연구 결과가 제공됨에 따라 의견이 어떻게 변하는지 알아낼 것입니다.
보조금에는 K-12 아동, 대학생 및 일반 대중을 위한 교육 요소도 포함됩니다. 모세 톰슨, U아리조나 감독 커뮤니티 및 학교 가든 프로그램, 그리고 그의 팀은 Tucson 통합 교육구의 Rincon 고등학교/대학교 고등학교 및 Manzo 초등학교에 설치된 학교 정원 및 Agrivoltaics Learning Labs를 통해 학생과 대중을 참여시키기 위한 일련의 프로토콜 및 수업 계획을 개발했습니다. 그는 세 곳의 SCAPES 연구 현장 모두에서 체험 학습과 실습 학습을 통합하려는 노력을 지원할 것입니다.
“우리 전략 계획의 '위대한 도전' 기둥은 연구 분야에서 우리의 강점을 활용하여 국가 및 글로벌 수준의 문제를 해결하는 데 중점을 둡니다. 재생 가능한 에너지원을 사용하여 식량의 가용성을 보장하는 것은 우리 연구원들이 중요한 문제에 대한 혁신적인 솔루션을 개발하는 방법의 뛰어난 예입니다.”라고 애리조나 대학 총장이 말했습니다. R오버트 C. 로빈스. "나는 USDA의 이 보조금으로 Barron-Gafford 박사의 최첨단 작업이 다음 단계로 발전하는 것을 보게 되어 매우 기쁩니다. 이 협력 노력이 진행됨에 따라 Dr. Gerlak 및 Mr. Thompson을 따라갈 수 있기를 기대합니다."
- Lori Harwood, 애리조나 대학교 사회 및 행동 과학 대학
맨 위 사진: 보조금은 부분적으로 세 곳의 SCAPES 연구 사이트 모두에서 경험적 학습과 실습 학습을 통합하려는 노력을 지원할 것입니다. 사진: 모세 톰슨/UA리조나 커뮤니티 및 스쿨 가든 프로그램