Gecombineerde fotovoltaïsche en biobrandstofparken: het beste van twee werelden?

Wat is er beter dan een zonnepark dat elektriciteit uit de zon produceert? Nou ja, natuurlijk een zonneboerderij die elektriciteit en biobrandstoffen uit de zon produceert!

Uit een recent Stanford-onderzoek blijkt dat het kweken van agave en andere geselecteerde planten te midden van fotovoltaïsche panelen zonneparken in staat zou kunnen stellen niet alleen gewassen voor biobrandstoffen te produceren, maar ook water te besparen en de productiviteit van zonnepanelen te verhogen door minder vervuiling.

Sujith Ravi, een postdoctoraal onderzoeker aan Stanford en hoofdauteur van een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Environmental Science & Technology, zegt: “Gecoördineerde biobrandstofsystemen op zonne-energie zouden een nieuwe strategie kunnen zijn voor het produceren van twee vormen van energie uit onbebouwbaar land.” gemakkelijk transporteerbare vloeibare brandstof uit de teelt van biobrandstoffen.”

Hoewel nieuwe, watervrije methoden voor het reinigen van panelen steeds populairder worden, blijft een meerderheid van de zonneparken over de hele wereld water gebruiken om PV-panelen schoon te maken. Uit het onderzoek blijkt dat er tijdens hun levensduur meer water wordt gebruikt om panelen schoon te maken dan om ze te produceren (zie onderstaande grafiek).

Fotocredit: Sujith Ravi et al. via de American Chemical Society

In dergelijke situaties kunnen planten die onder de zonnepanelen zijn geplant het water opvangen en de grond bevochtigen, waardoor de vorming en verspreiding van stof wordt voorkomen. Computersimulaties van een hypothetisch zonnepark in Californië suggereerden ook dat co-locatie zou kunnen resulteren in een vermindering van de totale hoeveelheid water die nodig is om dergelijke zonneparken te exploiteren.

Volgens het onderzoek is de aanpak vooral nuttig in gebieden waar water schaars is. Het samen plaatsen van PV-panelen en vegetatie kan ook helpen het landgebruik te optimaliseren en te voorkomen dat de bodem onvruchtbaar wordt.

Het is echter belangrijk om het juiste type gewas te kiezen. De meeste voedselplanten zouden een droog klimaat bijvoorbeeld onherbergzaam vinden. Planten als agave daarentegen gedijen niet alleen bij hoge temperaturen en arme gronden, maar kunnen ook biobrandstoffen produceren in de vorm van vloeibare ethanol, die met benzine kan worden gemengd om voertuigen aan te drijven (zoals het geval is in Australië en vele andere landen). landen). andere landen).

“Het zou een win-winsituatie kunnen zijn”, zegt Ravi. “Het water is op veel gebieden al beperkt en kan in de toekomst een groot obstakel vormen. Deze aanpak zou ons in staat kunnen stellen energie en landbouw te produceren met hetzelfde water.” En wat agave volgens Ravi tot een bijzonder goede keuze maakt, is dat “in tegenstelling tot maïs of andere granen, het grootste deel van de agaveplant kan worden omgezet in ethanol. ”.

David Lobell, co-auteur van het onlangs gepubliceerde artikel, zegt: ‘Het werk van Sujith is een goed voorbeeld van hoe verder denken dan een enkele uitdaging als water, voedsel of energie soms tot creatieve oplossingen leidt.’ Lobell voegt hieraan toe: ‘Natuurlijk werken creatieve oplossingen. “Niet altijd in de echte wereld, maar deze lijkt in ieder geval het ontdekken waard.”

Nadat de waterbehoeften voor een dergelijk systeem al zijn bepaald, is de volgende stap voor Stanford-onderzoekers het testen van de co-locatieaanpak om realistische schattingen van gewasopbrengsten en economische prikkels te verkrijgen, terwijl de ideale gewassen worden bepaald.

Het nastreven van dergelijke creatieve (en potentieel winstgevende) oplossingen zou de argumenten voor zonneparken in droge gebieden kunnen versterken, niet alleen in de Verenigde Staten, waar de studie zich op richt, maar ook in Australië, waar we gezegend zijn met veel land en zonlicht, maar hebben er een tekort aan watervoorraden.

Afbeeldingscredits hierboven: Sujith Ravi et al. / Amerikaanse chemische samenleving