სურსათის წარმოების მდგრადობის გაზრდა კლიმატის მიმდინარე ცვლილების დროს და განახლებადი ენერგიის წარმოების გაძლიერება დღევანდელ მსოფლიოში ორივე ფუნდამენტური გამოწვევაა.
თუმცა, მზის ენერგიის გამომუშავება სულ უფრო მომგებიანი ხდება სასოფლო-სამეურნეო მიწებისთვის, რამაც გამოიწვია შეშფოთება იმის თაობაზე, რომ მზის ფერმები ჩაანაცვლებს საკვების წარმოებას.
ერთ-ერთი შესაძლო გამოსავალია აგროვოლტაიკა - სოფლის მეურნეობის და მზის ფოტოელექტრული პანელების ერთობლივი განთავსება - რომელსაც შეუძლია შეინარჩუნოს მოსავლის წარმოება, განახლებადი ენერგიის წარმოება, წყლის მოხმარების შემცირება და ფერმის მომგებიანობის გაზრდა.
თუმცა, ფერმერებს დახმარება სჭირდებათ აგროვოლტაიკური სისტემებისთვის ყველაზე შესაფერისი მოსავლისა და მდებარეობის განსაზღვრაში, ასევე მზის პანელის დიზაინსა და განთავსებაში, რომელიც ინარჩუნებს ან ზრდის მოსავლიანობას.
აშშ-ს სოფლის მეურნეობის დეპარტამენტის სურსათისა და სოფლის მეურნეობის ეროვნული ინსტიტუტის ახალი 10 მილიონი დოლარის გრანტი საშუალებას მისცემს მკვლევარებს შეისწავლონ აგროვოლტაიკური სისტემების დიზაინის საუკეთესო ოპტიმიზაცია სხვადასხვა ტიპის მიწისა და კლიმატის სცენარებში.
წამყვანი ინსტიტუტი ოთხწლიან პროექტზე, სახელწოდებით „სასოფლო-სამეურნეო და ფოტოელექტრული ელექტროენერგიის სისტემების მდგრადი კოლოკაცია“ ან SCAPES, არის ილინოისის უნივერსიტეტი ურბანა-შამპენი. პარტნიორ ინსტიტუტებში შედის არიზონას უნივერსიტეტი, კოლორადოს სახელმწიფო უნივერსიტეტი, ობერნის უნივერსიტეტი, ილინოისის ჩიკაგოს უნივერსიტეტი და განახლებადი ენერგიის ეროვნული ლაბორატორია. პროექტი ფინანსდება სოფლის მეურნეობისა და სურსათის კვლევითი ინსტიტუტის მდგრადი სოფლის მეურნეობის სისტემების პროგრამის მეშვეობით. არიზონას უნივერსიტეტი მიიღებს 1.725 მილიონ აშშ დოლარს საგრანტო დაფინანსებიდან.
გრეგ ბარონ-გაფორდის კვლევითი გუნდი მოიცავს UArizona-ს ბაკალავრიატისა და მაგისტრატურის სტუდენტებს. ბარონ-გაფორდი, მარჯვნივ, გამოსახულია სტუდენტებთან ალისა სალაზართან, ლეანდრო ფელფს-გარსიასთან და ისაია ბარნეტ-მორენოსთან ერთად.
გრეგ ბარონ-გაფორდი, პროფესორი გეოგრაფიის, განვითარებისა და გარემოს სკოლა სოციალურ და ქცევით მეცნიერებათა კოლეჯი, იქნება ფიზიკურ მეცნიერებათა წამყვანი პროექტი. 2017 წელს ბარონ-გაფორდის კვლევითმა ჯგუფმა, რომელიც მოიცავს UArizona-ს ბაკალავრიატისა და მაგისტრატურის სტუდენტებს, დაიწყო კულტურების მოყვანა უნივერსიტეტის 9-ფუტი მზის მასივების ქვეშ. ბიოსფერო 2 დაწესებულება, სადაც ბარონ-გაფორდი არის კვების, ენერგიისა და წყლის გამძლეობის გადაწყვეტილებების დირექტორი.
ბარონ-გაფორდი ხელმძღვანელობდა აგროვოლტაიკის პირველი საველე-მონაცემთა შეფასება შეერთებულ შტატებში. მან აღმოაჩინა, რომ აგროვოლტაიკა ზრდის როგორც მზის პანელების ეფექტურობას, ასევე მოსავლის წარმოებას. მცენარეების მიერ გამოთავისუფლებული წყალი აგრილებს მზის პანელებს, რაც ზრდის მათ ეფექტურობას და ელექტრო გამომუშავებას. პანელების ჩრდილი ზრდის მცენარის პროდუქტიულობას და დაზოგავს წყალს, რაც განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია, რადგან კლიმატის ცვლილება ზრდის ექსტრემალური სიცხისა და გვალვისადმი მგრძნობიარე ტერიტორიების რაოდენობას, თქვა ბარონ-გაფორდმა.
SCAPES პროექტი გამოიყენებს ახალ 1.5 ჰექტარზე აგროვოლტაიკის სასწავლო ლაბორატორიას არიზონას უნივერსიტეტში, როგორც აგროვოლტაიკის სამი კვლევითი ადგილიდან ერთ-ერთს - სხვებთან ერთად ილინოისსა და კოლორადოში - მზის პანელების არსებობაზე მიკროკლიმატური და მცენარეების რეაგირების შესაფასებლად. საზომი მასივები მიჰყვება ბარონ-გაფორდის მიერ შემუშავებულ პროტოკოლებს.
2017 წელს ბარონ-გაფორდის კვლევითმა ჯგუფმა დაიწყო კულტურების მოყვანა 9 ფუტი მზის მასივების ქვეშ უნივერსიტეტის ბიოსფერო 2 ობიექტში.
„ეს USDA პროგრამა არის პირველი შემთხვევა, როდესაც ჩვენ გვექნება მართლაც დიდი დანადგარები“, - თქვა ბარონ-გაფორდმა. „ჩვენ გამუდმებით გვეკითხებიან: „ყველა ეს სარგებელი, რომელსაც თქვენ ხედავთ, ჯერ კიდევ ხდება მაშინ, როცა ამას გაზრდით ან სოფლის მეურნეობის სხვა ფორმებს უყურებთ?“ ეს ნამდვილად არის ის, რასაც ეს პროექტი აკეთებს: შევხედოთ შესაძლებლობებსა და ბარიერებს, რომლებიც მოჰყვება ამ მასშტაბებს“.
ამ გრანტით, ბარონ-გაფორდმა დასძინა, „ჩვენ შევძლებთ ერთდროულად გავზომოთ ბევრად მეტი საკვები მოსავალი. და ჩვენ შევძლებთ კიდევ ბევრი მანიპულაციის გაკეთებას, მაგალითად, ვნახოთ, რამდენად შეგვიძლია შევასრულოთ წყლის მოხმარება და მაინც დავაკმაყოფილოთ საკვების მოთხოვნილებები.”
”ჩვენი პროექტი უზრუნველყოფს აგროვოლტაიკის ტრანსფორმაციული პოტენციალის ყოვლისმომცველ ანალიზს”, - თქვა მადჰუ ხანამ, გრანტის მთავარმა გამომძიებელმა და ილინოისის უნივერსიტეტის ურბანა-შამპანიის მდგრადობის, ენერგიისა და გარემოს ინსტიტუტის დირექტორის მოვალეობის შემსრულებელმა. „ჩვენი მიზანია შევინარჩუნოთ ან თუნდაც გავზარდოთ მოსავლის მოსავლიანობა, გავზარდოთ მიწის კომბინირებული - საკვები და ელექტროენერგია - პროდუქტიულობა, და გავზარდოთ ფერმერების მოგება რიგითი კულტურებით და საკვები და სპეციალიზირებული კულტურებით სხვადასხვა გარემოში.
ანდრეა გერლაკი, UArizona-ის პროფესორი გეოგრაფიის, განვითარებისა და გარემოს სკოლაში და საჯარო პოლიტიკის უდალის კვლევის ცენტრის დირექტორის მოვალეობის შემსრულებელი, იქნება პროექტის სოციალური მეცნიერებების კვლევის დირექტორის მოადგილე. გერლაკი და კოლეგები ჩაატარებენ ფოკუს ჯგუფებს სხვადასხვა დაინტერესებულ მხარეებთან, როგორიცაა ფერმერები, მზის ინდუსტრიის წარმომადგენლები და პოლიტიკოსები, რათა გაიგონ, თუ რა უბიძგებს მათ გადაწყვეტილების მიღებას აგროვოლტაიკის სისტემების გამოყენებასთან დაკავშირებით და როგორ იცვლება მათი მოსაზრებები კვლევის ახალი შედეგების მიღებისას.
გრანტი ასევე მოიცავს საგანმანათლებლო კომპონენტს K-12 ბავშვებისთვის, კოლეჯის სტუდენტებისთვის და საზოგადოებისთვის. მოსე ტომპსონიUArizona-ს დირექტორი თემისა და სკოლის ბაღის პროგრამადა მისმა გუნდმა შეიმუშავა პროტოკოლებისა და გაკვეთილების გეგმების სერია, რათა ჩართოთ სტუდენტები და საზოგადოება სკოლის ბაღებში და აგრივოლტაიკის სასწავლო ლაბორატორიებში, რომლებიც დამონტაჟებულია რინკონის საშუალო სკოლა/უნივერსიტეტის საშუალო სკოლაში და მანზოს დაწყებით სკოლაში ტუსონის ერთიანი სასკოლო ოლქში. ის ხელს შეუწყობს ექსპერიმენტული და პრაქტიკული სწავლების ინტეგრირებას SCAPES-ის სამივე კვლევით საიტზე.
„ჩვენი სტრატეგიული გეგმის „დიდი გამოწვევების“ საყრდენი ფოკუსირებულია კვლევებში ჩვენი ძლიერი მხარეების გამოყენებაზე ეროვნულ და გლობალურ დონეზე პრობლემების მოსაგვარებლად. განახლებადი ენერგიის წყაროს გამოყენებით საკვების ხელმისაწვდომობის უზრუნველყოფა არის შესანიშნავი მაგალითი იმისა, თუ როგორ ავითარებენ ჩვენი მკვლევარები კრიტიკული პრობლემების ინოვაციურ გადაწყვეტილებებს“, - თქვა არიზონას უნივერსიტეტის პრეზიდენტმა. Robert C. Robbins. „ძალიან მოხარული ვარ, რომ ვხედავ დოქტორ ბარონ-გაფორდის უახლესი შრომას, რომელიც მიიწევს შემდეგ დონეზე ამ გრანტით USDA-დან და მოუთმენლად ველი მას, დოქტორ გერლაკსა და მისტერ ტომპსონს, როდესაც ეს ერთობლივი ძალისხმევა პროგრესირებს.
- ლორი ჰარვუდი, არიზონას უნივერსიტეტის სოციალური და ქცევითი მეცნიერებების კოლეჯი
ფოტო ზემოთ: გრანტი, ნაწილობრივ, ხელს შეუწყობს ექსპერიმენტული და პრაქტიკული სწავლების ინტეგრირებას SCAPES-ის სამივე კვლევით საიტზე. ფოტო: Moses Thompson/UArizona Community and School Garden Program