Как солнечные установки могут учитывать экосистемы?

Солнечная энергия станет неотъемлемой частью более устойчивого будущего. Однако при нынешних технологиях для генерации необходимого объёма энергии только в Колорадо потребуется площадь, сопоставимая с территорией Денвера.

Это огромное пространство и потенциальное нарушение экосистем, особенно учитывая, что ранее энергетические компании часто сначала выравнивали землю, а затем засыпали её гравием или засевали короткой газонной травой под панелями.

Агровольтаика — двойное использование земли для солнечных установок и сельского хозяйства — предлагает альтернативный путь генерации возобновляемой энергии. Теперь два исследователя из Университета штата Колорадо предлагают пойти дальше с помощью концепции «эковольтаики», которая совместно приоритизирует производство энергии и экосистемные услуги на этапах проектирования и управления солнечными электростанциями.

«Важно говорить об устойчивости солнечной индустрии, чтобы она не повторяла экологических ошибок нефти и газа», — сказал Мэтт Стеркио, аспирант по биологии и экологии. — «С помощью эковольтаики мы надеемся поощрить экологически информированный подход к проектированию и эксплуатации солнечных массивов».

Стеркио и профессор биологии Алан Кнапп изложили эту концепцию в статье в журнале Nature Ecology and Evolution.

«Для производства необходимого обществу электричества потребуется много солнечных панелей и много земли. Как университет, наделённый землёй, мы считаем себя хранителями земли и видим свою задачу в предложении устойчивых решений о том, как разумно её использовать», — сказал Кнапп.

Солнечные панели создают уникальные микроокружения

Хотя агровольтаика — шаг в правильном направлении, во многих случаях она всё ещё ставит во главу угла максимальную выработку электроэнергии на заданной площади. Это позволяет использовать землю под панелями, но упускает возможности манипулировать конструкцией массивов для пользы растений и животных под ними, особенно в засушливых экосистемах, таких как степи Колорадо.

В эковольтаичных проектах производство солнечной энергии и сохранение ландшафта идут рука об руку.

Концепция частично основана на текущих исследованиях команды в «Солнечном саду Джека» в Лонгмонте — крупнейшем в США коммерчески активном объекте для агровольтаических исследований.

Здесь команда изучает, как солнечные панели влияют на режим солнечного света и перераспределяют осадки, создавая микроокружения, которые воздействуют на процессы в степной экосистеме. Эти микроокружения повышают биоразнообразие внутри солнечных установок и являются краеугольным камнем концепции эковольтаики.

«Мы пытаемся показать потенциальное влияние солнечной энергетики на наши земли и то, как мы можем смягчить его и, возможно, использовать для достижения желаемых результатов», — сказал Стеркио.

Что, возможно, важнее всего, эти подходы можно применять для восстановления сильно деградированных или заброшенных сельскохозяйственных земель — основных кандидатов для размещения крупных солнечных электростанций.

«Эковольтаичные подходы могут помочь восстановить и даже увеличить биоразнообразие в таких местах, одновременно обеспечивая столь необходимую чистую энергию», — отметил Стеркио.

«Это климатическое решение»

Исследователи продолжат работу на новой площадке в степях к востоку от кампуса в Форт-Коллинсе.

Там солнечные панели будут установлены в естественной степной среде, что даст новое понимание их влияния на экологию засушливых мест с суровыми условиями, которые, как ожидается, станут ещё более изменчивыми из-за изменения климата.

«Создание собственных исследовательских солнечных массивов позволит нам найти лучшие способы использования этого удивительного источника энергии и определить, что мы можем сделать, чтобы крупные солнечные установки оказывали меньше негативного воздействия», — сказал Кнапп. — «Мы будем изучать влияние большего расстояния между панелями, изменения их ориентации и вертикальной ориентации во время ливней — вариантов много».

Стеркио выразил надежду, что энергетические компании будут применять некоторые из этих принципов при строительстве будущих объектов.

«Это исследование действительно важно, потому что это решение по землепользованию для климатического решения», — заключил он.