Может ли озеленение вернуть почве солнечной фотоэлектрической станции ее нетронутую красоту?

Солнечная фотоэлектрическая (PV) технология, которая, по прогнозам, к 2100 году удовлетворит 30% мирового спроса на электроэнергию, положила начало новому этапу развития возобновляемой, устойчивой энергетики. Хотя это и многообещающе, расширение энергетических технологий не обошлось без проблем.

Обширные изменения ландшафта, вызванные солнечной фотоэлектрической установкой, например, могут иметь отрицательное воздействие на окружающую среду, особенно в контексте нарушения почвы, которое может повлиять на распределение почвенной влаги и питательных веществ в пределах почвы и ее способность принимать местную растительность. И эти изменения почвы могут длиться в течение 20-30 лет и, возможно, продлиться долгое время после демонтажа установки.

Устранение путем реинтродукции

В недавно опубликованной статье для журнала "Frontiers in Environmental Science" исследователь Национальной лаборатории по возобновляемым источникам энергии (NREL) Джордан Макник и коллеги из Университета Темпл и Калифорнийского университета в Дэвисе более подробно рассмотрели влияние фотоэлектрических батарей на свойства почвы и вопрос о том, может ли восстановление растительного покрова успешно смягчить негативные воздействия, связанные с установкой и строительством солнечных батарей.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Для подготовки площадки под установку солнечных батарей, в соответствии с традиционной практикой, удаляют растительность, выравнивают поверхность земли, добавляют и уплотняют почву. Исследования показали, что удаление растительности вокруг и под фотоэлектрическими батареями может привести к возникновению множества проблем, начиная с увеличения стока и эрозии почвы и заканчивая повышением температуры воздуха над фотоэлектрическими батареями. И это может стать растущей проблемой: к 2050 году, глобальное использование солнечной энергии может потребовать около 25 миллионов гектаров земли-земли, которые будут подвергаться модификациям, которые повлияют на его физические, химические и биологические свойства.

Для улучшения экологической совместимости солнечных проектов были проведены различные исследования по таким темам, как совместное размещение массивов и сельское хозяйство (известное как " агривольтаика"), а также сток и микроклиматическое воздействие на фотоэлектрические установки. NREL изучил успешность восстановления растительности на солнечных объектах, однако влияние реинтродукции местной растительности на свойства почвы на таких объектах не было широко изучено или рассмотрено.

Для оценки воздействия фотоэлектрических установок на земную поверхность, а также для информирования будущих руководящих принципов сохранения участков, исследовательская группа завершила серию полевых исследований фотоэлектрических массивов и стратегий совместного размещения на свойствах почвы.

Чтобы понять, может ли восстановление растительности на фотоэлектрическом объекте вернуть свойства почвы к свойствам нетронутого участка земли, исследовательская группа сравнила свойства почвы на фотоэлектрическом объекте, который был восстановлен с помощью местной травы, с свойствами почвы на нетронутом соседнем участке.

Пробы почвы и полевые измерения были собраны вдоль трех разрезов - заранее определенной траектории, где данные собираются с регулярными интервалами - на восстановленной растительности на фотоэлектрическом участке, а также с четвертого разреза на прилегающем ненарушенном лугопастбищном угодье (эталонном грунте).

Группа проводила измерения грунта и отбирала пробы в четырех точках на каждом разрезе: под восточным краем каждой панели солнечных батарей, под центром панели, под западным краем панели и в незакрытом пространстве, прилегающем к каждой панели. На каждый разрез приходилось 16 точек отбора проб, всего 48 по 4 разрезам.

Полевые пробы были проанализированы, сравнивая ряд свойств от восстановленного участка до участков с ненарушенным участком:

Влажность почвы

Влага на солнечной фотоэлектрической установке была более высокой. Исследователи полагают, что это можно отнести к затенению и ветрозащите, предоставляемой массивом.

Они также обнаружили, что фотоэлектрические батареи могут увеличивать неоднородность распределения влаги, особенно вдоль низко расположенных краев панелей. Это может иметь последствия для совместного использования в сельском хозяйстве, особенно в засушливом климате.

Гидравлическая проводимость и размер частиц

Исследователи обнаружили, что, несмотря на отсутствие измеримых различий в распределении размера зерна между солнечной фотоэлектрической площадкой и эталонной почвой, они обнаружили, что гидравлическая проводимость, или способность почвы сливать воду, была повышена в области непосредственно под солнечными батареями. Это можно объяснить уменьшением количества нарушений, связанных с обслуживанием участка - неуплотненная почва менее уплотнена и, таким образом, более эффективна для отвода влаги.

Углерод и азот

Исследователи наблюдали значительно более низкие концентрации общего углерода и азота в солнечной фотоэлектрической почве по сравнению с эталонной почвой, вероятно, вызванные удалением верхнего слоя почвы во время строительства массивов. Исследования показали, что через 7 лет после строительства фотоэлектрической площадки круговорот питательных веществ еще не восстановился, и почва не способна улавливать углерод так же, как родная почва. Долгосрочные исследования необходимы для понимания воздействия в десятилетнем масштабе.

Энергетический и сельскохозяйственный симбиоз

В целом, гетерогенность была общей темой результатов исследований - от пространственных до экологических; однако исследователи пришли к выводу, что это не является полностью проблематичным предложением.

Наличие массивов действительно вызывало пространственную неоднородность почвенной влаги, а это означает, что солнечные панели в силу своего положения и ориентации приводили к сконцентрированным участкам влаги в почве под панелями. И хотя свойства почвы, обнаруженные в образцах массива, отличаются от свойств почвы на родном участке, исследователи обнаружили, что панели могут быть стратегически ориентированы таким образом, чтобы направлять дождь в сторону или в сторону от почвы внизу, удовлетворяя потребности в орошении различных типов растений.

Более того, поскольку неуплотненная почва под панелями позволяет ей быстро отводить влагу, она может служить подходящим местом для выращивания засухоустойчивых культур.

Одним из ключевых результатов этого исследования является то, что солнечные батареи можно было бы использовать для перераспределения осадков, что имело бы положительные последствия для совместного размещения сельскохозяйственных культур. Чтобы наилучшим образом использовать возможности фотоэлектрических панелей по регулированию влажности, монтажники должны понимать время и направление выпадения осадков для получения желаемого эффекта почвенной влаги. опубликовано econet.ru по материалам phys.org

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet