Bertani Sistem Agrivoltaics, Hemat Air Plus Hasilkan Energi Ramah Lingkungan

TrubusNews
Syahroni | Followers 2
11 Sep 2019   22:30

Komentar
Bertani Sistem Agrivoltaics, Hemat Air Plus Hasilkan Energi Ramah Lingkungan

Taman terbuka tradisional terletak di sebelah sistem agrivoltaics, di mana tanaman ditanam di bawah panel fotovoltaics surya. (Foto : Patrick Murphy/U. Arizona)

Trubus.id -- Bertani di bawah panel surya atau yang biasa disebut agrivoltaics, dapat meningkatkan produksi, menghemat air, dan efisiensi produksi listrik, laporan para peneliti dalam jurnal  Nature Sustainability.

Membangun ketahanan dalam energi terbarukan dan produksi makanan adalah tantangan mendasar di dunia yang sedang berubah saat ini, terutama di wilayah-wilayah yang rentan terhadap panas dan kekeringan.

Agrivoltaics yang juga dikenal sebagai metode berbagi sinar matahari adalah sebuah ide yang tengah mendapatkan perhatian dalam beberapa tahun terakhir. Namun, beberapa penelitian telah memantau semua aspek yang terkait dengan sistem pangan, energi, dan air, dan tidak ada yang berfokus pada daerah lahan kering — daerah yang mengalami tantangan produksi pangan dan kekurangan air, tetapi memiliki energi matahari yang berlebihan.

“Banyak dari kita menginginkan lebih banyak energi terbarukan, tetapi di mana Anda meletakkan semua panel itu? Ketika instalasi tenaga surya tumbuh, mereka cenderung berada di pinggiran kota, dan ini secara historis di mana kita telah menanam makanan kita,” kata Greg Barron-Gafford, seorang profesor di Sekolah Geografi dan Pembangunan di Universitas Arizona dan penulis utama makalah di Nature Sustainability seperti dilansir dari futurity.org.

Para peneliti menggunakan instrumen untuk terus memantau beberapa faktor utama, termasuk tingkat cahaya yang masuk, suhu udara, kelembaban relatif, suhu permukaan tanah, dan kelembaban tanah. (Foto: Greg Barron-Gafford / U. Arizona)

Dalam studi baru yang diterbitkan di Jurnal Nature ini menemukan bahwa lahan pertanian saat ini adalah tutupan lahan dengan potensi tenaga PV surya terbesar berdasarkan analisis ekstensif sinar matahari yang masuk, suhu udara, dan kelembaban relatif.

“Jadi, penggunaan lahan apa yang Anda sukai — produksi makanan atau energi? Tantangan ini menyerang tepat di persimpangan koneksi manusia-lingkungan, dan di situlah geografi bersinar!" Kata Barron-Gafford, yang juga seorang peneliti dengan Biosphere 2.

"Kami mulai bertanya, 'Mengapa tidak melakukan keduanya di tempat yang sama? Dan kami telah menanam tanaman seperti tomat, paprika, chard, kale, dan herbal di bawah naungan panel surya sejak saat itu." terangnya.

Dibangun di bawah bayangan

Menggunakan photovoltaic surya, atau PV, panel dan sayuran regional, tim menciptakan situs penelitian agrivoltaics pertama di Biosphere 2. Profesor dan mahasiswa, baik sarjana dan pascasarjana, mengukur segala sesuatu mulai dari ketika tanaman berkecambah hingga jumlah karbon yang dihisap tanaman dari atmosfer serta air yang mereka keluarkan. Semuanya ini dilakukan hingga total produksi pangan mereka sepanjang musim tanam.

Studi ini berfokus pada tanaman cabai, jalapeno, dan tomat ceri yang diposisikan di bawah susunan PV. Sepanjang musim tanam tiga bulan rata-rata musim panas, para peneliti terus memantau tingkat cahaya yang masuk, suhu udara, dan kelembaban relatif menggunakan sensor yang dipasang di atas permukaan tanah, dan suhu dan kelembaban permukaan tanah pada kedalaman 5 sentimeter. 

Daerah tanam tradisional dan sistem agrivoltaic menerima tingkat irigasi yang sama dan para peneliti mengujinya menggunakan dua skenario irigasi — irigasi harian dan irigasi setiap hari kedua.

Mereka menemukan bahwa sistem agrivoltaics secara signifikan mempengaruhi tiga faktor yang memengaruhi pertumbuhan dan reproduksi tanaman — suhu udara, sinar matahari langsung, dan permintaan atmosfer akan air. 

Keteduhan yang diberikan panel PV menghasilkan suhu siang hari yang lebih dingin dan suhu malam hari yang lebih hangat daripada sistem penanaman tradisional, langit terbuka. Ada juga defisit tekanan uap yang lebih rendah dalam sistem agrivoltaics, yang berarti ada lebih banyak uap air di udara.

"Kami menemukan bahwa banyak dari tanaman pangan kami melakukan lebih baik di bawah naungan panel surya karena mereka terhindar dari sinar matahari langsung," kata Baron-Gafford. 

"Faktanya, total produksi buah chiltepin tiga kali lebih besar di bawah panel PV dalam sistem agrivolta, dan produksi tomat dua kali lebih besar!"

Jalapenos menghasilkan jumlah buah yang sama baik dalam sistem agrivoltaics dan plot tradisional, tetapi melakukannya dengan 65% lebih sedikit kehilangan air secara transpirasional.

“Pada saat yang sama, kami menemukan bahwa setiap saluran irigasi dapat mendukung pertumbuhan tanaman selama berhari-hari, bukan hanya berjam-jam, seperti dalam praktik pertanian saat ini. Temuan ini menunjukkan bahwa kita dapat mengurangi penggunaan air tetapi tetap mempertahankan tingkat produksi makanan,” Barron-Gafford menambahkan.

Ia juga mencatat bahwa kelembaban tanah tetap sekitar 15% lebih tinggi dalam sistem agrivoltaics daripada plot kontrol ketika pengairan dilakukan setiap hari.

Agrivoltaics juga baik untuk panel surya

Selain manfaat bagi tanaman, para peneliti juga menemukan bahwa sistem agrivoltaics meningkatkan efisiensi produksi energi. Panel surya secara inheren sensitif terhadap suhu — saat hangat, efisiensinya turun. Budidaya tanaman di bawah panel PV memungkinkan peneliti untuk mengurangi suhu panel.

"Panel-panel surya yang terlalu panas sebenarnya didinginkan oleh fakta bahwa tanaman di bawahnya memancarkan air melalui proses transpirasi alami mereka - seperti kabut di teras restoran favorit Anda," kata Barron-Gafford.

"Semua mengatakan, itu adalah win-win-win dalam hal memperbaiki cara kita menanam pangan, memanfaatkan sumber daya air kita yang berharga, dan menghasilkan energi terbarukan." tandasnya lagi.

Agrivoltaics untuk masa depan yang lebih hijau

Penelitian Barron-Gafford tentang agrivoltaics telah diperluas untuk mencakup beberapa instalasi tenaga surya di Tucson Unified School District, atau TUSD. Moses Thompson, yang membagi waktunya antara TUSD dan Sekolah Geografi dan Pembangunan, mencatat bahwa tim ini juga menggunakan instalasi surya TUSD untuk terlibat dengan siswa K-12.

"Apa yang membuat saya tertarik pada pekerjaan ini adalah apa yang terjadi pada pelajar K-12 ketika keterlibatan mereka adalah konsekuensi dan penelitian tinggal di komunitas mereka," kata Thompson. 

"Pergeseran dinamika itu menciptakan siswa yang merasa bebas dalam mengatasi tantangan besar seperti perubahan iklim."

Para penulis mengatakan dibutuhkan lebih banyak penelitian dengan spesies tanaman tambahan. Mereka juga mencatat dampak agrivoltaics yang saat ini belum dijelajahi dapat berdampak pada kesejahteraan fisik dan sosial buruh tani. 

Data awal menunjukkan bahwa suhu kulit bisa sekitar 18 derajat Fahrenheit lebih dingin ketika bekerja di daerah agrivoltaics daripada di pertanian tradisional.

"Perubahan iklim sudah mengganggu produksi pangan dan kesehatan pekerja pertanian di Arizona," kata rekan penulis Gary Nabhan, seorang agroekolog di Pusat Barat Daya.

“AS Barat Daya melihat banyak serangan panas dan kematian terkait panas di kalangan buruh tani kami; ini bisa berdampak langsung di sana juga."

Barron-Gafford dan timnya sekarang bekerja dengan Lab Energi Terbarukan Nasional Departemen Energi AS untuk menilai seberapa baik pendekatan agrivoltaics dapat bekerja di wilayah lain di negara ini dan bagaimana kebijakan regional dapat mempromosikan adopsi pendekatan baru untuk menyelesaikan masalah yang meresap ini.

“Bayangkan dampak yang dapat kita miliki dalam komunitas kita — dan dunia yang lebih besar — ​​dengan berpikir lebih kreatif tentang pertanian dan produksi energi terbarukan bersama,” kata rekan penulis Andrea Gerlak, seorang profesor di Sekolah Geografi dan Pembangunan di Sekolah Tinggi Sosial dan Perilaku Ilmu pengetahuan. [RN]

  1


Anda belum login, masuk atau mendaftar disini


Monica Chandra 12 Sep 2019 - 16:09

permisi ya mau numpang promosi bo kelinci99 silahkan kunjungi WWWoKELINCIPOKER99oME

Artikel Terkait

Bagikan:          
Bagikan: