Pertanian AS yang kekurangan uang menumbuhkan tanaman baru: Panel surya

Februari 20, 2020 by Tidak ada Komentar

Cerita ini awalnya diterbitkan oleh Grist dan muncul di sini sebagai bagian dari Climate Desk kolaborasi

Pertanian keluarga Kominek adalah hamparan hijau jerami dan alfalfa di Colorado utara. Keluarga tersebut telah menanam dan mengumpulkan hasil panen selama setengah abad, tetapi karena hasil panen menurun selama beberapa tahun terakhir, pertanian tersebut mulai kehilangan uang. Pada akhir 2017, Byron Kominek mencari alternatif yang lebih menguntungkan, termasuk memasang panel surya dan menjual listrik ke utilitas. Tetapi kode penggunaan lahan Boulder County menyulitkan penggunaan 24 hektar mereka untuk apa pun kecuali bertani.

Jadi, Komineks menemukan kompromi: susunan surya dengan tanaman yang tumbuh di bawah, di antara, dan di sekitar deretan panel fotovoltaik.

Konstruksi dijadwalkan akan dimulai pada musim semi ini dengan susunan tenaga surya 1,2 megawatt di pertanian Kominek. Sekitar 3.300 panel surya akan diletakkan di atas panggung setinggi 6 kaki dan 8 kaki, memberikan keteduhan untuk tanaman seperti tomat, paprika, kangkung, dan kacang-kacangan di lahan seluas lima hektar. Rerumputan padang rumput dan kotak sarang lebah direncanakan untuk perimeter.

“Sekarang akan ada potensi lebih banyak pangan yang ditanam di masyarakat, lebih banyak energi terbarukan, dan lebih banyak pendapatan untuk pertanian lokal,” kata Kominek, 37, yang almarhum kakeknya Jack membeli pertanian tersebut pada tahun 1972.

Jika berhasil, proyek tersebut dapat menjadi model bagi petani lain yang kekurangan uang, dengan mengubah ladang yang berkinerja buruk menjadi pusat penghasil uang yang berpotensi menghasilkan uang dari energi bersih dan makanan segar.

Xcel Energy, utilitas terbesar di negara bagian itu, telah setuju untuk membayar setiap kilowatt-jam yang dikirim dari panel surya Kominek ke jaringan listrik. Tetangga mereka juga dapat menyetujui proyek tersebut. Peserta berinvestasi dalam persentase larik, kemudian menerima kredit pada tagihan utilitas bulanan mereka. Investasi mereka juga membantu membiayai sebagian dari biaya konstruksi di muka para petani.

Sayuran akan dijual melalui program berbagi pertanian masyarakat, yang memungkinkan tetangga untuk berinvestasi dalam proyek tersebut dengan imbalan kotak produk.

Perkawinan antara pertanian dan fotovoltaik surya – yang dikenal dengan nama “agrivoltaics” yang aneh – adalah ceruk yang muncul dalam industri tenaga surya yang lebih luas.

Di Amerika Serikat, panel surya yang bernilai kurang dari 5 megawatt ditanam di bawahnya, menurut National Renewable Energy Laboratory, atau NREL. Itu hanya sedikit dari 71.300 megawatt kapasitas surya yang terpasang di negara itu. Sektor pertanian-plus-tenaga surya relatif lebih besar di Jepang, tempat konsep tersebut pertama kali muncul lebih dari satu dekade lalu. Ratusan proyek sekarang ada, termasuk susunan tenaga surya 35 megawatt yang melayang di atas ladang ginseng, herbal, dan ketumbar.

Para pendukung mengatakan bahwa pendekatan ini dapat memungkinkan pengembangan energi terbarukan secara luas tanpa menggusur lahan yang sangat dibutuhkan untuk makanan. Studi terbaru menunjukkan bahwa hal itu dapat menghasilkan energi dan produksi tanaman yang lebih efisien dengan menciptakan iklim mikro yang lebih dingin dan lebih lembab.

Dalam tes baru-baru ini di Arizona, para ilmuwan membandingkan tanaman yang ditanam di bawah panel surya dengan yang ditanam di bawah sinar matahari langsung. Mereka menemukan bahwa total produksi buah untuk cabai merah tiga kali lebih tinggi pada plot di bawah panel, dan tomat ceri menggandakan produksi. Beberapa dari tanaman ini menggunakan air irigasi yang jauh lebih sedikit, sebagian karena tanah yang teduh menahan lebih banyak kelembapan. Panel surya yang ditempatkan dengan tanaman juga secara substansial lebih dingin di siang hari – dan karenanya beroperasi lebih efisien – daripada susunan yang dipasang di tanah biasanya, menurut penelitian tahun lalu oleh NREL dan Universitas Arizona dan Maryland.

Sebuah proyek di South Deerfield, Massachusetts, memberikan hasil yang sama menjanjikan. Uji lapangan awal menunjukkan bahwa lobak Swiss, brokoli, dan sayuran serupa menghasilkan volume sekitar 60 persen lebih banyak dibandingkan tanaman di bawah sinar matahari penuh.

Proyek Kominek, yang disebut Jack’s Solar Garden, akan memberikan lebih banyak kesempatan untuk mempelajari agrivoltaics. NREL, di dekat Golden, Colorado, berencana untuk melacak bagaimana tanaman dan panel bekerja bersama di iklim panas dan kering di Boulder County. “Jika struktur membantu menjaga kelembapan, dan penguapan kita lebih sedikit, kita akan membutuhkan lebih sedikit air untuk menumbuhkan jumlah yang sama atau bahkan lebih. [crops], ”Kata Jordan Macknick, kepala analis energi-air-tanah untuk NREL.

Macknick memimpin inisiatif tenaga surya berdampak rendah NREL bersama dengan ahli biologi Brenda Beatty. Sejak 2015, para peneliti telah mengembangkan lebih dari 25 lokasi di seluruh negeri yang menggabungkan panel surya dengan tanaman pangan, vegetasi asli, atau tanaman ramah penyerbuk.

Jack’s Solar Garden akan menjadi yang terbesar di grup dan yang pertama menyertakan ketiga jenis. NREL juga menambahkan proyek tenaga surya di Puerto Rico, termasuk satu di perkebunan kopi dan satu lagi di lahan penggembalaan untuk ternak.

“Kami benar-benar baru mulai memahami manfaat agrivoltaics dan apa artinya tidak hanya untuk sektor energi tetapi juga untuk sektor pertanian,” kata Macknick.

Agrivoltaics, juga disebut “berbagi tenaga surya”, pertama kali diluncurkan di Jepang pada tahun 2004, setelah seorang insinyur, Akira Nagashima, mengembangkan struktur baja kaku yang mengangkat panel setinggi 10 kaki. Lahan yang tersedia langka di Jepang, negara dengan target ambisius untuk mengembangkan energi terbarukan. (Bukan kebetulan, susunan surya terapung – yang berada di atas kolam irigasi dan waduk – juga dimulai di Jepang, pada tahun 2007.) Baru-baru ini, Nagashima mulai mempelajari bagaimana tanaman yang tidak tahan naungan dapat bertahan di bawah susunan surya. Tim risetnya baru-baru ini menemukan bahwa hasil jagung sedikit meningkat dalam sistem berbagi tenaga surya.

Di luar lokasi penelitian, bagaimanapun, memasangkan jagung dan tanaman komersial lainnya dengan tenaga surya dapat menghadirkan tantangan yang signifikan. Pada plot yang ada, traktor yang lebih kecil dapat melewati ruang sempit di antara deretan panel. Tetapi pemanen gabungan dan peralatan industri lainnya terlalu lebar dan besar untuk dapat masuk melalui celah-celah. Kebanyakan tanaman yang ditanam di bawah panel harus dipetik dengan tangan. Pekerjaan tersebut dapat dikelola dalam skala kebun komunitas, tetapi dapat menjadi pekerjaan yang melelahkan dan melelahkan pada skala industri. Para petani sedang mengembangkan mesin untuk memetik stroberi, melon, dan tomat, yang juga dapat membentur panel.

Untuk pertanian besar dan kecil, kurangnya infrastruktur pedesaan tetap menjadi “hambatan utama” untuk meningkatkan adopsi agrivoltaics, kata Chad Higgins, seorang profesor teknik biologi dan ekologi di Oregon State University. Saluran listrik dan peralatan listrik mungkin tidak dilengkapi untuk menangani penambahan tenaga surya. Jalan dan jaringan komunikasi juga mungkin perlu diperluas untuk mendukung operasi yang jauh, katanya.

Namun, jika petani dan insinyur dapat mengatasi kendala tersebut, potensi agrivoltaics sangat besar, mengingat seberapa banyak tanah planet ini dikhususkan untuk pertanian. Jika sistem “berbagi matahari” ini mencakup bahkan kurang dari 1 persen lahan pertanian dunia, mereka dapat menghasilkan tenaga surya yang cukup untuk memenuhi kebutuhan energi tahunan dunia, Higgins dan peneliti lain mengatakan dalam sebuah analisis tahun lalu. Mereka menemukan bahwa tempat terbaik untuk bercocok tanam adalah area yang sama dengan potensi kuat untuk menghasilkan tenaga surya, khususnya di Amerika Serikat bagian barat, Afrika bagian selatan, dan sebagian Timur Tengah.

“Kami memiliki visi panel surya di gurun, di daerah kering yang benar-benar terbuka ini,” kata Higgins. Tetapi panel surya paling efisien di iklim dengan banyak sinar matahari dan suhu sedang. Panas yang ekstrim dapat membebani panel dan menghasilkan produksi listrik yang lebih rendah. Hal yang sama berlaku untuk tumbuhan.

Di Jack’s Solar Garden di Colorado, konstruksi panel surya musim semi ini akan memulai daftar upaya terkait. Komineks akan menanam rumput untuk membantu mempersiapkan petak seluas lima hektar untuk tanaman sayuran tahun depan, dan anggota lokal dari National Audubon Society akan mulai menanam habitat penyerbuk besar di sekitar perimeter proyek. Array 1,2-megawatt diharapkan mulai menyalurkan listrik ke jaringan Xcel Energy pada awal musim gugur.

Byron Kominek berharap proyek serupa segera menyusul. Pada tahun 2018, pejabat Boulder County memperbarui kode penggunaan lahan lokal untuk memungkinkan tenaga surya masyarakat di lahan yang ditujukan untuk pertanian, dan Kominek berencana untuk membantu melatih petani lain cara menanam tanaman di samping panel surya. “Harapannya adalah para petani muda memiliki pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana melakukan ini, dan akan pergi ke susunan tenaga surya yang sudah dibangun, atau susunan tenaga surya yang direncanakan, dan menemukan profesi baru,” katanya.

lagutogel