В своей статье ученые предлагают новый, основанный на физике инструмент для оценки затрат и выгод от совместного размещения солнечных панелей и коммерческого сельского хозяйства. При этом он в первую очередь он помогает повысить эффективность преобразования энергии и долговечности устройств, отмечает докторант Корнельского университета и ведущий автор исследования Генри Уильямс.

По словам старшего автора научной работы, профессора в Школе машиностроения и аэрокосмической инженерии Сибли,  Макса Чжана, совмещение сельского хозяйства и солнечной энергетики имеет большой потенциал. В частности, коммерчески выращиваемые под солнечными панелями растения могут улучшить пассивное охлаждение фотоэлементов. Такой подход позволит одновременно увеличить количество солнечных электростанций и сохранить сельскохозяйственные угодья.

В Нью-Йорке, например, около 40% мощностей солнечных электростанций коммунального масштаба было построено на сельскохозяйственных землях. В то же время, согласно предыдущему исследованию группы Чжана, около 84% земель, считающихся подходящими для строительства таких сооружений, отведены именно под сельскохозяйственные нужды.

Инженеры показали, что солнечные панели, установленные над растительностью, имеют более низкую температуру поверхности по сравнению с размещенными над голой землей. Фотоэлементы размещенные в четырех метрах над посадками сои показали снижение температуры на десять градусов по Цельсию по сравнению с устройствами находившимися в полуметре над голой почвой.

При этом охлаждающий эффект оказался значительнее, чем вызванный исключительно увеличением высоты размещения панели, а пассивное охлаждение повышает эффективность устройства. Более того, это снижение температуры приводит к увеличению срока службы фотоэлементов и увеличению долгосрочного экономического потенциала.

"Мы показываем двойную выгоду. С одной стороны, у вас есть производство продуктов питания для фермеров, а с другой стороны, мы продемонстрировали увеличение срока службы и повышение эффективности преобразования для разработчиков солнечной энергии" — говорит Уильямс.

Понимание этой взаимовыгодной концепции приходит в критический момент для сельскохозяйственного производства, поскольку ожидается, что, по данным Института мировых ресурсов, к 2050 году глобальный спрос на продукты питания вырастет на 50%. В то же время необходимо ускорить внедрение возобновляемых источников энергии для смягчения последствий изменения климата.