農場にソーラーパネルを追加することは植物、動物、そして人々にとって良いことです

重要なポイント

誰もいない田舎道を車で走っていると、トウモロコシ畑、サイロ、放牧された牛の群れの風景が目の前を通り過ぎていきます。典型的な田園風景です。しかし、その先に、何かが目立ちます。緑の列や他の作物の間に、太陽に向かって斜めに伸びたチャコールグレーの長方形、つまりソーラーパネルが見えます。

農地や家畜の放牧地の真ん中にソーラーパネルを「植える」ということは、再生可能エネルギーの可能性が低いように思えます。それでも、アグリボルタックス（農地と太陽光パネルを共有する再生可能エネルギーのアプローチ）は、エネルギー革新を前進させる強力な方法であり、 気候変動に対する農業の影響を軽減するのに役立つ可能性があります。アグリボルタックスは明るい未来への道を切り開くかもしれません。

アグリボルタクスとは何ですか?

アグリボルタクスは、水、エネルギー、農業の力を相乗効果をもたらします。つまり、植物、水、土壌、そしてソーラーパネルの間の相互に有益な関係です。

「Agri-」は食料生産を意味し、「-voltaic」は「電気」を意味します。 Agrivoltaics は、舌の労力を節約できるように、AV と略されることがよくあります。アグリソーラー、低影響太陽光発電、または農業太陽光発電（APV）とも呼ばれます。どちらの用語を好むにせよ、それはすべて同じ概念を指し、アクティブな農地を二重目的の太陽光発電所に変えるというものです。

「本質的に、私たちは太陽光を養っているのです」と、太陽光発電開発者であり、再生可能エネルギー業界の資産所有者である のシニア開発プロジェクトマネージャーであるベン・ドリテンバス氏は言います。

アグリボルタックスが登場しなかったのは、一部のハイテクオタクが羊の群れがいる畑にソーラーパネルを設置するのは面白いだろうと考えたからです。農業と食料生産は気候変動に大きく寄与しています。世界の水消費量の約 1 は農業目的に使用されており、その主なものは灌漑です。そして、人口需要を満たすために食糧生産は今後 30 年間にわたって行われます。

ソリューションとしての太陽エネルギー

世界の総人口はちょうど80 億人に達し、2050 年までにその数に達すると予想されています。問題は、温室効果ガスの多くが、私たちが食品を生産、加工、包装する方法に起因していることです。

科学者、研究者、太陽エネルギー開発者は、気候変動に対する人間の影響を軽減する方法を模索しており、太陽エネルギーへの関心が高まっています。過去 10 年間、太陽光発電業界は 10 代の割合で急成長を遂げ、毎年 33% の成長を遂げました。現在、電力を供給するのに十分な太陽エネルギーがあります。

しかし、それは即効性のある解決策ではありません。重要な再生可能エネルギー源としてのソーラーパネルに関して広く懸念されているのは、ソーラーアレイに必要な土地の膨大さです。

太陽光発電は、化石燃料発電所と比較して、電力単位当たりに同じくらいの土地を必要とします。 National Renewable Energy Lan (NREL) は、2030 年までに土地の一部が太陽光発電施設に使用されると推定しています。

しかし、ソーラー パネルは農地の動植物とスペースを共有することで土地の占有量を減らすことができます。これは AV システムの利点のほんの始まりにすぎません。

アグリボルタティクスは植物と動物を助ける

植物が成長しているとき、植物には太陽光の飽和点があります。それは、ハンバーガーをお腹がいっぱいになって楽しくなくなるまで食べるようなものです。植物も同じです。彼らは太陽光を急激に取り入れることができません。

無制限の太陽光は、作物の成長が速くなったり、大きくなったりすることを意味するわけではありません。食べ過ぎると汗をかきます。汗をかくと喉が渇きます。植物も同様です。つまり、より多くの水を必要とします。

しかし、農家が太陽光パネルを適切な位置に設置して適切な量の太陽光を確保すると、植物は喉が渇きすぎずに必要な太陽光を得ることができます。

フランスのモンペリエにある研究施設の研究者らは、AV を使用して栽培したレタス作物は、AV システムを使用せずに太陽に恵まれた区画と同等、またはそれを上回り、作物の水消費量が 20% 削減されたことを示しました。

家畜用のソーラーパネルを含む他の製品では、パネルが日陰を提供するため、羊や牛などの動物は一日中草を食べながら、水をあまり必要とせずに暑い太陽から逃れることができます。コーネル大学のチームは、ミツバチの個体数減少を改善できるかどうかを検討中だ。

ソーラーパネルと農家も恩恵を受ける

この共生関係におけるメリットは一方的なものだけではありません。ソーラーパネルも植物との関係から直接恩恵を受けます。ここは、本当のアグリボルタの魔法 (科学) が起こる場所です。

モハーベ砂漠のような、地球上で最も暑く、最も生命を奪う場所では、ソーラーパネルはうまく機能しません（しかし、正直に言うと、華氏120度[摂氏48.8度]を超える暑さでもうまく機能しません）。 。

太陽電池パネルを砂漠に設置すると、下の不毛の地面から吸収した熱が保持され、周囲の地域が非常に暑くなるヒートアイランド現象が発生します。

しかし、パネルの下の地面に野菜を植えると、植物が葉から水分を蒸散（汗）させて周囲の空気を冷やし、当然のことながらパネルを涼しく保つことができます。パネルは気温が低いほどパフォーマンスが向上し、より多くの太陽光を電力に変換できます。かなりクールですよね？

オレゴン州立大学の研究では、このようなソーラーパネルの下に作物を植えると、より多くの電力を生成できることが判明しました。

農家や家畜所有者もその恩恵を受けます。残念なことに、近年、農家は経済的な打撃を受けています。 2020年、米国の農場倒産は前年より増加した。高齢の農家が子供や他の家族に経営を引き継ぐ中、キャリ​​アとして長期的な農業を続けるという危険な考えにコミットしない人もいる。

それでも、AV は新たな前進の道を提供する、と DSD Renewables の資産取得ディレクター、ライアン ロイド氏は言います。 「多くの農家は、まだ農業ができるし、自分たちの土地に再生可能エネルギー源があるということで、少し興奮し始めています」と彼は言う。 「彼らは両方の長所を理解し始めています。」

アグリボルタティクスはまた、農家に高収量の可能性を提供し、農家が自分の土地を太陽光発電開発者にリースできるようにすることで追加の収入源を生み出します。

米国北東部の現在のプロジェクトでは、 上の AV システムを実験中です。 「草刈りにかかるコストや、運営・保守コストの一部を削減できるかもしれない」とドリテンバス氏は言う。 「私たちは農家がやろうとしていることに賛同し、できる限り共存しようと努めています。」

羊の飼育者は収入を多様化でき、太陽光パネルの運営者は草刈りの心配をする必要がなく、羊は心ゆくまで食事をすることができます。

太陽光発電やその他の課題に影を落とす

人々は再生可能エネルギーのアイデアを気に入っていますが、家の近くにはありません。再生可能エネルギーを支持するかどうか誰かに尋ねれば、おそらく誰もが「もちろん！」と答えるでしょう。太陽光発電施設の隣に住んでも大丈夫かと尋ねると、彼らは「絶対にダメ」と言うようなものです。

太陽光発電はトラックに積んで化石燃料のような場所まで運ぶことができないため、設置場所は資源の近く、つまり人々の近くにある必要があります。また、長方形が目障りになると資産価値が下がるのではないかと懸念する人もいます。

「業界ではそれらを『NIMBY』と呼んでいます」とドリテンバス氏は言います。これはNot In My Backyardの略です。これは、たとえそれがより大きな利益のためであることを理解していても、大規模な太陽光発電施設の隣に住むことにあまり興奮していない住民を指すために開発界でよく使われる用語です。

「私たちは郡の条例を満たすために、景観緩衝地帯内の観光スポットをできる限り最善の方法で検査しています」とドリテンバス氏は説明する。 「私たちは地主や隣接する地主と協力し、妥協点に達するよう努めています。したがって、全員にとってwin-winになります。」

ドリテンバス氏は、遠くからでも目立ち、広大な土地を消費する風力タービンとは異なり、ソーラーパネルは目立たないと指摘する。ソーラーパネルの高さは 8 ～ 12 フィート (2.4 ～ 3.6 メートル) で、通常はフェンスや植物スクリーンで囲まれています。 「太陽光発電は周囲の景観にうまく溶け込んでいると思います」とドリテンバス氏は言う。

研究者は、どの植物と動物の関係が AV システムから最も恩恵を受けるかをまだ解明中です。アリゾナ大学の研究者らは、サツマイモ、レタス、アルファルファ、ケール、フダンソウなど、部分的な日陰でもよく育つ作物が最もよく反応することを発見しました。これまでのところ、小麦などの日陰に強い作物や温室で栽培されている作物はうまく反応していません。

科学者たちはまた、AV が土地と土壌の品質に与える長期的な影響、太陽光発電開発業者、都市、地主の間でどのような種類の協定を設計できるか、家畜や動物がこの技術とどのように相互作用するかについても疑問を抱いています。

「ヤギは登ってあらゆるものを噛むので、実際の電線やインフラを食べてしまうのです」とドリテンバス氏は言う。 「私たちはヤギを奨励するつもりはありません。」

共存する新たな理由

レタス、羊、ミツバチ、自生の野生の花のいずれであっても、アグリボルタティクスの共生的な性質により、炭素排出量を減らしてより多くのエネルギーを生み出し、水需要を減らし、食糧生産を増やすことができることは明らかです。研究はまだ初期段階にあるが、ドリテンバス氏とロイド氏は、彼らのような農業発電プロジェクトが太陽光発電の革新を推進していることを知っている。

「誰かが前進して、それがうまくいくかどうかを確認する必要があります」とドリテンバス氏は言う。 「私たちはそのリスクを負い、それを実現しようとする業界リーダーの一人になれることを嬉しく思います。」