Une nouvelle étude passionnante indique que les cultures prospèrent sous les panneaux solaires et que les panneaux produisent plus d'énergie

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Une nouvelle étude passionnante indique que les cultures prospèrent sous les panneaux solaires et que les panneaux produisent plus d'énergie

Par Good News Network - 6 sept. 2019
Photo de Bob Demers / UANews

Les panneaux solaires peuvent nous fournir bien plus qu'une simple énergie propre; cette nouvelle recherche indique qu'elle pourrait également aider les cultures à prospérer dans les zones arides.

Agrivoltaics, également connu sous le nom de «partage solaire», est la co-implantation de l'agriculture et des panneaux solaires photovoltaïques. L'idée a gagné du terrain ces dernières années; cependant, peu d'études ont surveillé tous les aspects des systèmes d'alimentation, d'énergie et d'eau associés impliqués. De plus, aucune de ces recherches ne s'est concentrée sur les zones arides: des régions qui connaissent des défis de production alimentaire et des pénuries d'eau, mais qui ont une surabondance d'énergie solaire.

«Beaucoup d'entre nous veulent plus d'énergie renouvelable, mais où mettez-vous tous ces panneaux? Au fur et à mesure que les installations solaires se développent, elles ont tendance à être à la périphérie des villes, et c'est historiquement là que nous cultivons déjà notre nourriture '', a déclaré Greg Barron-Gafford, professeur agrégé à l'École de géographie et de développement et auteur principal de l'article qui a été publié aujourd'hui dans Nature Sustainability.

La recherche dirigée par l'Université d'Arizona publiée dans La nature cette semaine a révélé que les terres cultivées actuelles sont les «couvertures terrestres ayant le plus grand potentiel d'énergie solaire photovoltaïque» sur la base d'une analyse approfondie de la lumière solaire entrante, de la température de l'air et de l'humidité relative.

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«Alors, quelle utilisation des terres préférez-vous - production alimentaire ou énergétique? Ce défi frappe juste à l'intersection des connexions homme-environnement, et c'est là que les géographes brillent! dit Barron-Gafford. «Nous avons commencé à demander:« Pourquoi ne pas produire les deux au même endroit? Et depuis, nous cultivons des cultures comme les tomates, les poivrons, les blettes, le chou frisé et les herbes à l'ombre des panneaux solaires. »

À l'aide de panneaux solaires photovoltaïques ou photovoltaïques et de légumes régionaux, l'équipe a créé le premier site de recherche agrivoltaïque de la biosphère 2. Les professeurs et les étudiants ont tout mesuré, de la germination des plantes à la quantité de plantes carbonées aspirées de l'atmosphère et de l'eau qu'elles étaient. libérant, à leur production alimentaire totale tout au long de la saison de croissance.

L'étude s'est concentrée sur le piment chiltepin, le jalapeño et les plants de tomates cerises qui ont été positionnés sous un générateur photovoltaïque. Tout au long de la saison de croissance estivale moyenne de 3 mois, les chercheurs ont surveillé en permanence les niveaux de lumière entrante, la température de l'air et l'humidité relative à l'aide de capteurs montés au-dessus de la surface du sol, ainsi que la température et l'humidité de la surface du sol à une profondeur de 5 centimètres. La zone de plantation traditionnelle et le système agrivoltaïque ont tous deux reçu des taux d'irrigation égaux et ont été testés en utilisant deux scénarios d'irrigation: l'irrigation quotidienne et l'irrigation tous les deux jours.

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Ils ont constaté que le système agrivoltaïque a eu un impact significatif sur trois facteurs qui affectent la croissance et la reproduction des plantes: les températures de l'air, la lumière directe du soleil et la demande atmosphérique en eau. L'ombre fournie par les panneaux PV a entraîné des températures diurnes plus fraîches et des températures nocturnes plus chaudes que le système de plantation traditionnel à ciel ouvert. Il y avait aussi un déficit de pression de vapeur plus faible dans le système agrivoltaïque, ce qui signifie qu'il y avait plus d'humidité dans l'air.

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'Nous avons constaté que beaucoup de nos cultures vivrières réussissent mieux à l'ombre des panneaux solaires, car elles sont épargnées par le soleil direct', a déclaré Baron-Gafford. 'En fait, la production totale de piments verts était trois fois plus élevée sous les panneaux photovoltaïques dans un système agrivoltaïque, et la production de tomates était deux fois plus importante!'

Les jalapenos ont produit une quantité similaire de fruits à la fois dans le système agrivoltaïque et dans la parcelle traditionnelle, mais l'ont fait avec 65% moins de perte d'eau par transpiration.

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«Dans le même temps, nous avons constaté que chaque événement d'irrigation peut soutenir la croissance des cultures pendant des jours, pas seulement des heures, comme dans les pratiques agricoles actuelles. Cette constatation suggère que nous pourrions réduire notre consommation d'eau tout en maintenant des niveaux de production alimentaire '', a ajouté Barron-Gafford, notant que l'humidité du sol est restée environ 15% plus élevée dans le système agrivoltaïque que dans la parcelle témoin lors de l'irrigation tous les deux jours.

En plus des avantages pour les plantes, les chercheurs ont également constaté que le système agrivoltaïque augmentait l'efficacité de la production d'énergie. Les panneaux solaires sont intrinsèquement sensibles à la température car à mesure qu'ils se réchauffent, leur efficacité diminue. En cultivant des cultures sous les panneaux photovoltaïques, les chercheurs ont pu réduire la température des panneaux.

Photo de l'Université de l'Arizona

`` Ces panneaux solaires surchauffants sont en fait refroidis par le fait que les cultures en dessous émettent de l'eau par leur processus naturel de transpiration, tout comme les brumisateurs sur la terrasse de votre restaurant préféré '', a déclaré Barron-Gafford. «Tout compte fait, c'est un gagnant-gagnant-gagnant en termes d'amélioration de notre façon de cultiver nos aliments, d'utiliser nos précieuses ressources en eau et de produire de l'énergie renouvelable.

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Les auteurs disent que davantage de recherches sur d'autres espèces végétales sont nécessaires. Ils notent également l'impact actuellement inexploré des agrivoltaïques sur le bien-être physique et social des travailleurs agricoles. Les données préliminaires montrent que la température de la peau peut être d'environ 18 degrés Fahrenheit plus froide lorsque l'on travaille dans une zone agrivoltaique que dans l'agriculture traditionnelle.

'Le changement climatique perturbe déjà la production alimentaire et la santé des travailleurs agricoles en Arizona', a déclaré Gary Nabhan, agroécologue et co-auteur du journal. `` Le sud-ouest des États-Unis voit beaucoup de coups de chaleur et de décès liés à la chaleur parmi nos ouvriers agricoles; cela pourrait également avoir un impact direct. »

Barron-Gafford et l'équipe travaillent actuellement avec le National Renewable Energy Lab du département américain de l'Énergie pour évaluer dans quelle mesure une approche agrivoltaïque peut fonctionner dans d'autres régions du pays et comment les politiques régionales peuvent promouvoir l'adoption de nouvelles approches pour résoudre ces problèmes omniprésents.

Réimprimé de l'Université de l'Arizona

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