Výzkumníci vytvořili nový model, který může vývojářům pomoci posoudit růst kukuřice v zemědělských zařízeních. Navrhli také použít časoprostorovou distribuci stínů (SSD) k optimalizaci výnosu plodin a výroby energie.
Výzkumná skupina vedená vědci z Purdue University vytvořila nový model pro hodnocení růstu kukuřice v zemědělských zařízeních. A navrhla tak použít model časoprostorové distribuce stínů (SSD) k optimalizaci výnosu plodin a výroby energie.
Nová metoda se zakládá na modelu závodu simulátoru zemědělských výrobních systémů (APSIM), který se zakládá na jemnějším časovém rozlišení. Přičemž literatura údajně podporuje jeho platnost. Model SSD, který zohledňuje stín vrhaný fotovoltaickými panely, se použil ve spojení s daty radiace Národní laboratoře pro obnovitelné zdroje energie (NREL). Tato kombinovaná data se poté kalibrovala a validovala s výsledky jejich terénních měření.
Model pro hodnocení růstu kukuřice v zemědělských zařízeních
Polní experiment se provedl na agrovoltaické farmě na Purdue University ve West Lafayette, Indiana, USA. Tam se FV panely rozmístily ve dvou uspořádáních, buď 300 W moduly umístěné vedle sebe, nebo 100 W moduly uspořádané do střídavého šachovnicového vzoru. Všechny používaly jednoosé sledovače a jsou vysoké 6,1 metru. Nastavení se testovalo mezi dubnem a říjnem 2020.
,,Pro ověření se uvažuje o 12 grafech,“ uvedli akademici. „Kukuřičné klasy tří reprezentativních rostlin z každého z těchto pozemků se ručně sbíraly. Celkově se v analýze použilo 570 rostlin kukuřice z oblasti bez FV a 36 rostlin kukuřice z oblasti s FV.“
Polní měření ukázalo, že výnos kukuřice z plochy bez FV naměřil 10 955 kg/ha oproti výnosu 10 182 kg/ha plochy FV. To bylo ve shodě s novým modelem, který předpovídal 10 856 kg/ha pro oblast bez FV a 10 102 kg/ha pro agro-FV pole.
Nejvýraznější zvýšení výnosu plodiny
Výzkumníci pak použili model k testování vlivu výšky sledovače, vzdálenosti mezi poli, úhlu panelu a aktivace sledovacího systému na výnos. Nejprve zjistili, že je třeba si představit návrhy, které snižují výšku sledovače, aniž by bránily pohybu rostlinných strojů. A to proto, protože celkový průměrný výnos kukuřice je slabou funkcí výšky sledovače až do 2,44 m.
,,Avšak variabilita mezi jedním řádkem kukuřice na druhý se zvyšuje, když se výška sledovače snižuje,“ vysvětlili dále. „Dalším zajímavým zjištěním je, že u našich velikostí FV modulů nevede zvětšení vzdálenosti mezi sousedními FV řadami nad 9,1 m při zachování konstantního celkového výkonu na celém pozemku ke zvýšení výnosu kukuřice na základě celkové plochy pozemku.“
Zjistili také, že anti-tracking (AT) kolem slunečního poledne poskytuje nejvýraznější zvýšení výnosu kukuřice. ,,Nicméně toto zvýšení výnosu kukuřice o 5,6 % je poměrně mírné a mělo by být porovnáno s podstatným poklesem solární energie,“ zdůraznila skupina.
Navrhovaný model se představil v „Optimalizace agrovoltaického zemědělství kukuřice prostřednictvím experimentování a modelování na farmě“, publikované v Cell Reports Sustainability. Ve výzkumné skupině se nacházeli také akademici z dánské univerzity v Aarhusu.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
