Солнечные деревья предлагают революционную альтернативу развитию возобновляемой энергетики в лесных районах.
Такая конструкция позволяет солнечным панелям в верхней части навеса вырабатывать электроэнергию, обеспечивая при этом достаточное количество солнечного света для растений ниже. (Изображение)
НаукаПрямой
Недавнее исследование показывает, что вертикально спроектированные «солнечные деревья» могут генерировать электроэнергию наравне с традиционными солнечными электростанциями, при этом сокращая сопутствующие потери лесов до 99 процентов.
«С помощью трехмерного геопространственного моделирования и стандартных условий испытаний мы показываем, что линейные расположения структур солнечных деревьев сохраняют 99 процентов лесного покрова», — говорится в новом исследовании.
Исследование показало, что всего 63 солнечных дерева могут производить 1 мегаватт (МВт) электроэнергии, что потребовало бы установки наземной установки для вырубки 98% леса на том же участке. Этот подход представляет собой альтернативу развитию возобновляемой энергетики в лесных районах.
«Расширение использования солнечной энергии часто происходит за счет уничтожения лесов, что создает фундаментальные противоречия между целями возобновляемой энергетики и сохранением экосистем», — говорится в исследовании.
Генерация устойчивой энергии
Исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports Дан-Би Ум из Корейского морского института, моделирует солнечные деревья на установке в Сеуле.
Высота этой модели составляет 4,8 метра (15,7 фута), а ширина — 4,1 метра (13,4 фута). На её ветвях размещено 35 солнечных панелей. В исследовании рассматривались деревья мощностью 11,5 кВт (при использовании панелей мощностью 330 Вт) и 15,8 кВт (при использовании панелей мощностью 450 Вт).
Согласно статье, вертикальная конструкция позволяет панелям в верхнем ярусе деревьев вырабатывать электроэнергию, обеспечивая при этом достаточное количество света для растительности нижнего яруса.
Исследование проводилось на примере прибрежного леса в уезде Косон (Южная Корея), где в 2014 году была построена солнечная электростанция с плоскими панелями. Площадь станции составляет 22 856 м², на ней установлено 4347 панелей, каждая мощностью 230 Вт, что позволяет вырабатывать 1000 кВт электроэнергии.
Моделирование рассматривало замену этой установки солнечными деревьями. Результаты показали, что для достижения мощности в 1 МВт потребуется 87 деревьев со стандартными панелями или 63 с высокоэффективными панелями, что позволит сохранить практически весь первоначальный лесной покров.
Использование 3D геопространственных данных
Для проведения анализа Ум использовал трехмерные геопространственные данные и спутниковые снимки леса, сделанные Google Earth Pro до строительства завода.
Для визуализации размещения солнечных деревьев на трехмерной модели местности был создан фотомонтаж.
В статье отмечается, что этот метод является «широко принятым в академическом и профессиональном контексте для визуализации предлагаемых изменений ландшафта».
В ходе моделирования деревья были расставлены вдоль границы участка и центральной пешеходной тропы на расстоянии 65 футов (20 метров), чтобы показать, как их можно интегрировать с минимальным воздействием.
Может стимулировать сектор возобновляемой энергетики
Полученные результаты актуальны для глобальных дискуссий об использовании земель для возобновляемых источников энергии. Многие страны сталкиваются с необходимостью расширения производства «зелёной» энергии, способной конкурировать с охраной природы, сельским хозяйством и другими видами землепользования.
Занимая меньшую площадь на земле и сохраняя большую часть базовой экосистемы, солнечные электростанции могут помочь смягчить эти конфликты.
«Хотя наше исследование сосредоточено в Южной Корее, методология может широко применяться в других странах, стремящихся расширить использование возобновляемых источников энергии, сохраняя при этом лесные экосистемы», — заключили в исследовании.
«Солнечные деревья — это многообещающее двойное решение для согласования энергетических и экологических приоритетов, поскольку глобальные обязательства предусматривают утроение мощностей возобновляемых источников энергии к 2030 году при одновременном выполнении обязательств по сохранению лесов».
Sourse: interestingengineering.com
