从地面,新的太阳能农场闪闪发光像海市蜃楼绿洲在炎热的夏天。而不是行后斜行闪亮的板拉伸比玉米高,这个数组,直接安装在地上,平躺在水。从空中,它看起来像一个acre-sized游泳池。尽管它温和的声望,这新型的光伏电站——五现在合计2.5兆瓦的能量在加州中央谷——可以匹配的输出传统太阳能农场规模的近3倍。
在一个草原西南部德国太阳能电池板直立,长,细线,就像一系列的栅栏。而农民提高干草宽行之间的空间,垂直电厂附近城镇的无碳电力使用。在边境法国从panel-topped葡萄园,葡萄酒和瓦流。茶生长在太阳能电池板日本中培养,而传粉者美国。从加拿大来澳大利亚太阳能发电场发电,成千上万的房屋与羊分享他们的空间。
这些不同的方法具有相同的目标——帮助满足迅速增长的全球对绿色能源的需求,减轻太阳能农场的足迹。
锋利的和立即削减化石燃料排放需要抑制气候变化需要一个大规模生产清洁能源,在世界各地。的国际能源机构要求新太阳能发电630千瓦和390千瓦的风力发电,到2030年,每年被添加。(约一瓦特能力量190000年美国家庭平均)。增长率是四倍在2020年创下的纪录。对于太阳能,它相当于当前建设世界上最大的太阳能农场几乎每天。
急于打开绿色电力面临的挑战:找到足够的土地。
国家压力下加速清洁能源推广。的美国的报价脱碳的电网2035年需要国家的太阳能发电能力增加约10倍在未来十几年。的欧盟,迫使乌克兰入侵后认为与俄罗斯石油和天然气的依赖,现在呼吁成员国的太阳能能力翻倍到2025年。主要部署在工作南美,印度,中国和世界各地的。
但是,急于打开绿色电力面临一个挑战:找到合适的土地来生产它。簇拥下的屋顶板是一个能量转换的关键部分,分析人士说,但发电厂,发电太阳能操作迅速推动了城市和经济的关键。地面太阳能土地集约然而,大规模储能阵列经常跨越数百英亩。风电场有自己庞大的土地需求。越来越多,提议引发冲突与农业清洁能源植物,野生动物,娱乐,文化,等等。
战争正在进行美国等组的居民Jacumba温泉,一个小镇在圣地亚哥县沙漠,去年起诉停止建设附近600英亩,90兆瓦的太阳能设施在担心自身属性值和农村的生活方式。许多重大项目推迟或停止了印第安部落担心影响神圣的风景,环保人士担心破坏生态系统,焦虑在侵占耕地,农民和其他人。局部阻力提出了一个“重大障碍”国家的清洁能源目标,新的研究由麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)的结论。可再生能源发展面临着类似的障碍欧洲和其他地方。
太阳能阵列ㄧ县,加利福尼亚,与板并排放置在地上。Erthos
“土地可用性是非常重要的,这不是我们可以认为是理所当然的,”朱莉娅•祖克曼说执行畅行道能源,发展阿里卡和胜利通过太阳能- 465兆瓦的太阳能能力+ 400兆瓦的4小时电池存储在2665英亩的加州沙漠东部的棕榈泉。太阳能站点可能受限于需要好的阳光,相当平地,接近电网。“更多的土地然后进一步限制,”祖克曼说,“你真的是减少选择的,我们可以把可再生能源”。
由于改进技术,如有两面的电池板能够收获阳光两边——太阳能农场已经在更少的土地生产更多的电力。一个最近的研究由美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室发现的平均功率密度,或峰值输出每英亩,储能工厂在过去的十年里增加了52%。能量密度,或全部兆瓦小时生成每英亩的一年,上升了三分之一。
然而大多数太阳能的土地需求的估计过时,仍然依靠数字从早期的大规模储能操作,效率明显降低,说研究合著者马克怕冷。数组,跟踪太阳在一天中,当前使用的主要技术,需要大约4英亩的面板每兆瓦的电力不到一半的土地需要一个十年前。这一趋势,怕说,“应该持续到可预见的未来”。
一排排直立板占据很少的地面,使作物之间的空间。
事实上,制造商正在包装大硅晶片在太阳能电池和提高电池板将阳光转换成瓦的能力。越来越高效的技术,如异质结电池能够捕获的光子,可以通过传统的细胞,是日益活跃。和太阳能光电板还在继续发展。
“有很多方法让细胞更有效,”詹妮说,BloombergNEF太阳能分析主管。
Chase说,新的设计,旨在减轻太阳足迹不太可能很快取代传统大规模储能工厂。但这些新方法可以帮助刺激太阳能部署通过土地利用效率和缓解选址冲突。
在加利福尼亚中央谷,五个新水平的太阳能农场将传统光伏工厂架构的支持。
说,“我们称之为高密度太阳能Daniel Flanigan Erthos营销和产品总监,项目位于亚利桑那州的设计师。躺板并排在地面上,而不是在成排的金属架间隔,防止曲棍球和土地使用允许跟踪——削减三分之二,Flanigan说。平板太阳能发电厂也更便宜、更快的建立,因为他们消除传统太阳能农场的昂贵的钢铁,工程,据该公司。和面板的低调让他们少明显的景观。
农民种植牧草太阳能栅栏之间多瑙森根,这里德国。Next2Sun
而平面设计失去了能量输出sun-tracking系统的好处,Flanigan说包装系统弥补了它的更多的面板。同时,地球作为吸热,使太阳能电池加热时失去效率。Erthos预计将有另一个40兆瓦的水平在美国运营的太阳能电池阵列,今年年底Flanigan说。类似水平的植物出现在荷兰,澳大利亚,和其他地方。
一个创新的太阳能农场在德国的看法正好相反——站板直立。一个4.1兆瓦核电站在垂直有两面的模块巴登-符腾堡州发电1400户,根据开发人员Next2Sun。这部小说布局是最有效的,当太阳在低角度在低产出,增加电力供应,高需求小时的早晨和下午。最近的一次分析德国莱比锡大学的应用科学的结论是,添加垂直太阳能发电厂可再生能源的来源可以帮助稳定电网,降低天然气的必要性“峰化器”植物发电的最大需求。
更重要的是,一排排直立板占据很少的地面上,留下余地作物和农业设备之间——一种技术称为agrivoltaics或agrisolar。
“我们不一定降低土地占用,但实际上降低占用的土地的影响,”乔丹Macknick说,一个国家可再生能源实验室的研究员激励美国能源部项目致力于农业和其他土地效益融入太阳能农场。
在日本,从花到大米已种植在提高太阳能电池板。
同时还相当有限,agrivoltaics近年来大幅增加。去年,全球总容量超过14兆瓦,根据德国的弗劳恩霍夫研究所的太阳能系统。世界上最大的两用系统是在中国,太阳能电池板的一个巨大浆果农场在戈壁沙漠的边缘可以产生700兆瓦的电力,根据研究所。
农业一直在与太阳能混合一段时间日本,从花到大米已种植在高架面板。安装正在扩大在欧洲,比如南部的一个太阳能葡萄园法国生产2兆瓦的电力,霞多丽和其他葡萄。美国落后,但项目开始开花,包括13-megawatt植物,蜜蜂俄勒冈州和一个2.9兆瓦农场康涅狄格这将提高蔬菜同时帮助的国家权力的学院和大学。研究人员正在试验的植物最好做下太阳能电池板甚至试图种植番茄和土豆之间行现有的储能农场,Macknick说。
而多元化的收成复合太阳能土地效益,分析师指出,agrivoltaics难以扩大,可能永远不会成为一个多领域使用。结合农业和能源可以是昂贵的,需要特殊的技术,如提高面板,为植物或动物腾出空间。到目前为止,大多数两用操作是相当小的。
一个太阳能农场建在中国宁夏枸杞浆果种植园。华为
“有有限数量的作物,大部分研究工作都集中在蔬菜或浆果,不需要全部的光量,”彭博的Chase说。
和农民不竭力增加能源生产他们的家务。Macknick说,“我们看到了一个不平衡的由太阳比从农业方面。”不过,他说,“这个领域是新兴…我认为我们会看到很多创新的示威活动在未来几年。”
所谓的高密度太阳能也面临分析师的可伸缩性问题。将板平放在地上引发关注土壤吹到面板和损害从大风或冰雹。此外,紧密模块下的土地不能用于任何其他目的。
Erthos Flanigan计数器系统是用来承受冰雹和飓风。板机械清洗。太阳能农场选址和浓缩概要增加选项。“说你有敏感的栖息地,网站上或文化上敏感地区,“Flanigan说。“你有更多的自由来避免这些特定区域。”
加州的可再生能源计划拨款近400000英亩的清洁能源发展的沙漠。
尽管其挑战,能源转型仍然是由良好的经济学。“太阳的大部分发电是最便宜的方式现在在很多国家,“大通说。
,关键是找到方法来产生千瓦的绿色电力,维护其他重要的用地需求,Ileene安德森说,资深科学家和公共土地生物多样性中心的主任。安德森是加州的“谨慎乐观”沙漠可再生能源保护计划提供了一个良好的开端。合作专项拨款近400000英亩发电厂清洁能源发展在公共土地上在莫哈韦和科罗拉多州/索诺兰沙漠,同时保护数百万更多的野生动物,文化,和娱乐。
“很多工作进入这个计划,”安德森说。“很多坐在桌上,其实听力和试图解决各方提出的问题。结果:“我们有一个计划,每个人都知道规则是什么,它被实现为我们说话。”
去年12月,在修改他们的足迹,以避免敏感的自然资源,阿里卡和胜利通过太阳能农场,成为第一个将为132000个家庭提供电力两个项目获得批准的计划。本月早些时候,使栖息地移植后,500兆瓦,2700英亩奥伯龙太阳能项目成为了第三个。
