- نشرت جامعة كورنيل ورقة بحثية حول تأثيرات الخلايا الزراعية على المساعدة في حل أزمة الطاقة الغذائية العالمية
- يستخدمون نموذج CFD وبيانات درجة حرارة الألواح الشمسية لإظهار تأثير التبريد السلبي للألواح الشمسية المركبة على ارتفاع 4 أمتار فوق محصول فول الصويا
- أدى هذا إلى تحسين كفاءة الألواح الشمسية ومكّن أيضًا من الاستمرار في استخدام الأرض للإنتاج الزراعي
- يرى الفريق أن المزارع الفلطائية الزراعية حلاً مثاليًا للمناخات الحارة مثل غرب الولايات المتحدة
يدعي باحثون في جامعة كورنيل في الولايات المتحدة أن نموذج المناخ المحلي المعتمد على ديناميكيات السوائل الحسابية (CFD) يشير إلى أن الأنظمة الزراعية يمكن أن تساعد في حل أزمة الطاقة الغذائية العالمية من خلال تحسين كفاءة تحويل الطاقة الشمسية الكهروضوئية مع تمكين الإنتاج الزراعي على نفس الأرض.
استخدم الفريق نموذج CFD وبيانات درجة حرارة الألواح الشمسية لقياس ارتفاع اللوح الشمسي وانعكاس الضوء على الأرض ومعدلات التبخر. أظهر بحثهم أن هناك انخفاضًا في درجة حرارة الألواح الشمسية المثبتة على ارتفاع 4 أمتار فوق محصول فول الصويا بما يصل إلى 10 درجات مئوية مقارنة بتلك المركبة على ارتفاع نصف متر فوق التربة العارية.
كان تأثير التبريد للوحدات النمطية ممكنًا بسبب زيادة التبخر والنتح والبياض السطحي من الغطاء النباتي والتربة ، ثم يضيف هذا التبريد السلبي إلى كفاءة الألواح الشمسية بدلاً من استخدامها فوق التربة أو الحصى. يعزز انخفاض درجة الحرارة من كفاءة الألواح الشمسية ويزيد من عمرها الافتراضي.
"نحن نعرض مزايا مزدوجة. من ناحية ، لديك إنتاج غذائي للمزارعين ، ومن ناحية أخرى ، أظهرنا تحسينًا في طول العمر وتحسين كفاءة التحويل لمطوري الطاقة الشمسية ، "قال المؤلف الرئيسي وطالب الدكتوراه في هندسة كورنيل ، هنري ويليامز.
وفقًا للفريق ، في المناخات الحارة مثل غرب الولايات المتحدة ، ستكون المزارع الفلطائية الزراعية "مثالية". في ورقة بحثهم إمكانات الخلايا الزراعية لتحسين تبريد المزارع بالطاقة الشمسية نشر في مجلة أبلايد إنيرجي ، يقول الفريق إنه يستكشف جدوى الخلايا الزراعية في شمال شرق الولايات المتحدة في "تخفيف المنافسة على استخدام الأراضي التي يواجهها العالم".
وأضاف ويليامز: "لدينا الآن ، ولأول مرة ، أداة قائمة على الفيزياء لتقدير تكاليف وفوائد تحديد موقع الألواح الشمسية والزراعة التجارية من منظور زيادة كفاءة تحويل الطاقة وطول عمر الألواح الشمسية".
يعتقد الفريق أنه من المهم فهم `` مفهوم المنفعة المتبادلة '' للإنتاج الزراعي باستخدام الطاقة الشمسية في الأوقات الحالية حيث من المتوقع أن يزداد الطلب العالمي على الغذاء بنسبة 50 ٪ بحلول عام 2050 لإطعام 10 مليار شخص متوقع ، نقلاً عن معهد الموارد العالمية . هناك حاجة أيضًا إلى استخدام الطاقة المتجددة للتخفيف من تأثير تغير المناخ.
هناك اهتمام متزايد بالخلايا الزراعية في الولايات المتحدة حيث تتطلع البلاد إلى إنشاء شبكة خالية من الكربون بحلول عام 2035 والتي سيتم استثمارها بكثافة في الطاقة الشمسية. تعاونت جامعة ولاية أيوا مؤخرًا مع شركة Alliant Energy لدراسة المزرعة الشمسية التابعة للأخيرة بقدرة 1.35 ميجاوات لتحديد أفضل المحاصيل لمشروعات الطاقة الكهروضوئية وأيضًا الفوائد الاقتصادية للمزارعين.
يتم دعم بحث Iowa-Alliant من خلال منحة وزارة الطاقة (DOE) التي تم الإعلان عنها لـ 6 مشاريع زراعية في المجموع في ديسمبر 2022 لاكتشاف طرق للحد من النزاعات على استخدام الأراضي.
مصدر من أخبار Taiyang
المعلومات الموضحة أعلاه مقدمة من Taiyang News بشكل مستقل عن Alibaba.com. لا تقدم Alibaba.com أي تعهدات وضمانات فيما يتعلق بجودة وموثوقية البائع والمنتجات.
