Ang pagpapataas ng katatagan ng produksyon ng pagkain sa panahon ng patuloy na pagbabago ng klima at pagpapalakas ng produksyon ng nababagong enerhiya ay parehong pangunahing hamon sa mundo ngayon.
Gayunpaman, ang pagbuo ng solar energy ay nagiging mas kumikitang paggamit para sa cropland, na humantong sa mga alalahanin na ang mga solar farm ay magpapalipat-lipat sa produksyon ng pagkain.
Ang isang posibleng solusyon ay ang agrivoltaics - ang co-locating ng agrikultura at solar photovoltaic panel - na maaaring mapanatili ang produksyon ng pananim, makagawa ng renewable energy, mas mababang paggamit ng tubig at mapataas ang kakayahang kumita ng sakahan.
Ang mga magsasaka ay nangangailangan ng tulong, gayunpaman, sa pagtukoy ng mga pananim at mga lokasyon na pinakaangkop para sa mga agrivoltaic system, gayundin ang disenyo at pagkakalagay ng solar panel na nagpapanatili o nagpapataas ng mga ani ng pananim.
Ang isang bagong $10 milyon na grant mula sa National Institute of Food and Agriculture sa US Department of Agriculture ay magbibigay-daan sa mga mananaliksik na pag-aralan kung paano pinakamahusay na i-optimize ang disenyo para sa mga agrivoltaic system sa iba't ibang uri ng lupa at mga sitwasyon ng klima.
Ang nangungunang instituto sa apat na taong proyekto, na pinamagatang "Sustainably Colocating Agricultural and Photovoltaic Electricity Systems," o SCAPES, ay ang University of Illinois Urbana-Champaign. Kasama sa mga partner institute ang University of Arizona, Colorado State University, Auburn University, University of Illinois Chicago at ang National Renewable Energy Laboratory. Ang proyekto ay pinondohan sa pamamagitan ng programang Agriculture and Food Research Institute Sustainable Agriculture Systems. Ang Unibersidad ng Arizona ay makakatanggap ng $1.725 milyon ng grant funding.
Kasama sa pangkat ng pananaliksik ni Greg Barron-Gafford ang UArizona undergraduate at graduate na mga mag-aaral. Barron-Gafford, kanan, nakalarawan kasama ang mga estudyanteng sina Alyssa Salazar, Leandro Phelps-Garcia at Isaiah Barnett-Moreno.
Greg Barron-Gafford, propesor sa Paaralan ng Heograpiya, Pag-unlad at Kapaligiran Kolehiyo ng Agham Panlipunan at Pang-asal, ang mangunguna sa pisikal na agham sa proyekto. Noong 2017, ang pangkat ng pananaliksik ni Barron-Gafford, na kinabibilangan ng UArizona undergraduate at graduate na mga mag-aaral, ay nagsimulang magtanim ng mga pananim sa ilalim ng 9-foot solar arrays sa unibersidad. biosphere 2 pasilidad, kung saan si Barron-Gafford ang direktor ng mga solusyon sa pagkain, enerhiya at tubig.
Pinangunahan ni Barron-Gafford ang unang field-data assessment ng agrivoltaics sa Estados Unidos. Nalaman niya na pinapataas ng agrivoltaics ang kahusayan ng parehong solar panel at produksyon ng pananim. Ang tubig na inilabas ng mga halaman ay nagpapalamig sa mga solar panel, na nagpapataas ng kanilang kahusayan at electrical output. Ang lilim mula sa mga panel ay nagpapataas ng produktibidad ng halaman at nakakatipid ng tubig, na lalong mahalaga dahil pinapataas ng pagbabago ng klima ang bilang ng mga lugar na madaling kapitan sa matinding init at tagtuyot, sabi ni Barron-Gafford.
Ang proyekto ng SCAPES ay gagamit ng bagong 1.5-acre Agrivoltaics Learning Lab sa Unibersidad ng Arizona bilang isa sa tatlong agrivoltaics research site nito - kasama ang iba pa sa Illinois at Colorado - upang masuri ang microclimatic at mga tugon ng halaman sa pagkakaroon ng mga solar panel. Ang mga array ng pagsukat ay susunod sa mga protocol na binuo ni Barron-Gafford.
Noong 2017, nagsimulang magtanim ng mga pananim ang pangkat ng pananaliksik ni Barron-Gafford sa ilalim ng 9-foot solar array sa pasilidad ng Biosphere 2 ng unibersidad.
"Ang USDA program na ito ay ang unang pagkakataon na magkakaroon kami ng talagang malalaking pag-install," sabi ni Barron-Gafford. “Palagi kaming tinatanong na 'Nangyayari pa rin ba ang lahat ng mga benepisyong ito na nakikita mo kapag pinalaki mo ito o tumitingin sa iba pang anyo ng agrikultura?' Iyan talaga ang ginagawa ng proyektong ito: Pagtingin sa mga pagkakataon at hadlang na kasama ng sukat na iyon.”
Sa tulong na ito, idinagdag ni Barron-Gafford, “masusukat natin ang mas maraming pananim na pagkain nang sabay-sabay. At marami pa tayong magagawang pagmamanipula, tulad ng tingnan kung gaano natin maaring i-dial pabalik ang ating paggamit ng tubig at matutugunan pa rin ang mga pangangailangan sa pagkain.”
"Ang aming proyekto ay magbibigay ng komprehensibong pagsusuri ng pagbabagong potensyal ng agrivoltaics," sabi ni Madhu Khanna, punong imbestigador ng grant at pansamantalang direktor ng University of Illinois Urbana-Champaign Institute para sa Sustainability, Energy, at Environment. “Ang aming layunin ay mapanatili o mapataas pa ang ani ng pananim, pataasin ang pinagsamang – pagkain at kuryente – produktibidad ng lupa, at pag-iba-ibahin at dagdagan ang kita ng mga magsasaka sa mga row crops at forage at specialty crops sa iba't ibang kapaligiran.”
Si Andrea Gerlak, propesor ng UArizona sa School of Geography, Development and Environment at pansamantalang direktor ng Udall Center for Studies in Public Policy, ang magiging deputy director ng social science research ng proyekto. Magsasagawa si Gerlak at mga kasamahan ng mga focus group na may magkakaibang stakeholder, tulad ng mga magsasaka, mga tao sa industriya ng solar at mga pulitiko, upang matutunan kung ano ang nagtutulak sa kanilang paggawa ng desisyon tungkol sa paggamit ng mga sistema ng agrivoltaics at kung paano nagbabago ang kanilang mga opinyon habang nagiging available ang mga bagong resulta ng pananaliksik.
Kasama rin sa grant ang bahaging pang-edukasyon para sa mga batang K-12, mga mag-aaral sa kolehiyo at publiko. Moses Thompson, direktor ng UArizona Programang Hardin sa Komunidad at Paaralan, at ang kanyang koponan ay bumuo ng isang serye ng mga protocol at lesson plan para sa pakikipag-ugnayan sa mga mag-aaral at publiko na may mga hardin ng paaralan at ang Agrivoltaics Learning Labs na naka-install sa Rincon High School/University High School at Manzo Elementary School sa Tucson Unified School District. Susuportahan niya ang pagsisikap na pagsamahin ang karanasan at hands-on na pag-aaral sa lahat ng tatlong site ng pananaliksik sa SCAPES.
“Ang 'Grand Challenges' pillar ng aming estratehikong plano ay nakatuon sa paggamit ng aming mga lakas sa pananaliksik upang harapin ang mga problema sa pambansa at pandaigdigang antas. Ang pagtiyak sa pagkakaroon ng pagkain sa pamamagitan ng paggamit ng renewable energy source ay isang natatanging halimbawa kung paano ang aming mga mananaliksik ay gumagawa ng mga makabagong solusyon sa mga kritikal na problema, "sabi ng Pangulo ng Unibersidad ng Arizona. Robert C. Robbins. "Natutuwa akong makita ang makabagong gawain ni Dr. Barron-Gafford na umaasenso sa susunod na antas kasama ang grant na ito mula sa USDA at inaasahan kong sundan siya, sina Dr. Gerlak at Mr. Thompson habang nagpapatuloy ang pagtutulungang pagsisikap na ito."
- Lori Harwood, University of Arizona College of Social and Behavioral Sciences
Larawan sa itaas: Ang grant ay, sa bahagi, ay susuportahan ang pagsisikap na pagsamahin ang karanasan at hands-on na pag-aaral sa lahat ng tatlong site ng pananaliksik ng SCAPES. Larawan: Moses Thompson/UArizona Community and School Garden Program