化石燃料にとってさらなる悪いニュース: 屋上太陽光発電とアグリボルタクスの出会い

コロラド州デンバーの未来的な新しい建物には、屋上アグリボルタティクスという新興分​​野で都市農業をサポートする屋上太陽光発電アレイが設置されます。

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屋上のソーラーパネルは屋根緑化のトレンドとスペースを争っていたが、しばらくの間、2人にとって十分な大きさの屋根は存在しないように見えた。 まあ、それはその時でした。 アグリボルタクスという新興分​​野は畑から屋上まで飛躍し始めており、その結果、太陽光発電を利用した屋上マイクロファームが全国に急増する可能性がある。

屋上緑化の背後にあるアイデアは非常にシンプルです。 平らな屋根を合成膜で仕上げる代わりに、植物の層を育てることができます。 植物は暑い季節に建物の温度を下げるだけでなく、二酸化炭素を閉じ込めて嵐の流出を防ぐことで都市環境に波及効果をもたらす可能性があります。 支持者らは、リビング層が下層の膜の寿命を延ばすのに役立つとも指摘している。

屋上緑化には通常、セダムやその他の手入れの手間がかからない外来種が植えられます。 最近では、屋根の緑化によって在来種や生物多様性も促進されています。 たとえばミネソタ州では、同州の岩盤断崖草原に自生するいくつかの種が屋根緑化に適していることを研究者らが発見した。

「岩盤の断崖草原で育つ植物は、培地が薄く、風、太陽、干ばつへの高い曝露など、多くの緑化屋根で見られるものと非常によく似た生育条件に適応している」と研究者らは指摘する。

研究者らは、自然環境における在来種は水を求めて地中深く根を張る可能性があると警告している。 しかし、研究チームは、植物が屋上の環境に適応し、根を水平に伸ばすという逸話にも注目している。

ソーラーパネルと屋根緑化を組み合わせるというアイデアが関心を集め始めており、2021年にオーストラリアで行われたソーラープラス屋根緑化の研究では、地上設置型太陽光発電研究者がすでに指摘していたことが裏付けられた：ソーラーパネルの下の植生が冷却効果を生むソーラーパネルは気温が低いほど効率的に機能するため、太陽光変換効率が向上します。

この研究は主に、緑の屋根によって提供される都市生態系サービスを評価することを目的としていました。 研究者らは、屋上に太陽光発電アレイを備えた 2 つの同一の屋根を研究しました。1 つは緑化屋根あり、もう 1 つは緑化屋根なしです。 この研究では、屋根緑化による建物の冷却能力、都市の生物多様性の強化、雨水の貯留などに関する比較データが得られました。

ソーラーパネルをミックスに追加すると、状況は特に興味深いものになりました。 植物の面では、特定の植物は他の環境よりもソーラーパネルの日陰でよりよく成長することが研究で判明した。 これは、一部の作物は、太陽電池パネルによって生み出される涼しく保護的な微気候の中でより優れたパフォーマンスを発揮することを実証する、農業発電分野での発見と一致しています。

太陽光発電の面では、研究者らは、屋上の太陽光発電と屋根緑化を組み合わせた太陽光発電パネルが、太陽光発電のみのパネルよりも全体で 13.1% という大幅なマージンで優れていると計算しました。

ワールド グリーン インフラストラクチャ ネットワークはこの研究を調査し、省エネ型の屋上緑化と屋上太陽電池アレイからのクリーン エネルギーとの共生関係を明らかにしました。

「緑の屋根では表面温度が大幅に低下し、場合によっては夏の間に最大20℃低下し、都市部のヒートアイランド現象が軽減される可能性があることが示唆された」と研究者らは指摘した。 「断熱性は統合システムのもう 1 つの利点であり、建物内の熱の伝達を防ぎ、涼しい時期に熱を保持します。」

「総合的に見て、統合された屋上緑化太陽光発電システムは従来の太陽光発電システムよりも優れており、グリーンインフラストラクチャが最も簡単で効率的なソリューションの一つであり、その複数のメリットにより都市の気候変動に対する回復力を高めることができることが確認されました。」と彼らは結論づけています。 。

一方、屋上で大規模に食料を栽培するビジネスも定着し始めている。 例えば、ニュージャージー州のブルーベリー会社フル・ブルースは、ニューヨーク市の広大な屋上に独自の栽培プロセスを適用した。

もう一つの例は、受賞歴のある企業ブルックリン・グランジで、マンハッタンのジェイコブ・ジャビッツ・コンベンションセンターの屋上に、果樹園や食用林、野菜作物を含む大規模な屋上農場を設立した。

屋上農場の構成に太陽光発電を追加するというアイデアは、水耕栽培会社ゴッサム グリーンズがシカゴの石鹸工場に 2 エーカーの屋上温室システムを建設した 2015 年に具体化し始めました。 同社はそれ以来、屋上農業モデルを拡大し続けています。

こうした活動すべてが、屋上農業にアグリボルタック技術を導入するための基礎を築きました。

このトピックに慣れていない方のために説明すると、アグリボルタクスとは、大規模農業に対応するように設計された太陽電池アレイを指します。 初期のプロジェクトには通常、花粉媒介者の生息地と放牧地が含まれていました。 現在、その分野は人間の食用作物や生態系の修復にまで広がっています。

コロラド州の太陽光発電会社 Sandbox Solar は、米国農務省からの研究資金提供のおかげもあり、アグリボルタクスのイノベーターとしてその名を轟かせています。

特に興味深いプロジェクトの 1 つは、コロラド州の農場 Spring Hill Greens にある一連の温室に関するものです。 Sandbox は、温室間の細長い土地に両面受光型ソーラー パネルを設置する機会を見つけました。このパネルは他の方法では使用できませんでした。 両面パネルは温室から反射される紫外線を捉えるために垂直に取り付けられています。

温室や両面発電ソーラー パネルから、屋上のアグリボルティアクスのトレンドまですぐにアクセスできます。

昨年、中国と日本の研究者チームは、食料、エネルギー、水の関係を解決するための屋上農業発電の能力をモデル化した。 彼らは、中国の深セン市には、市内に1年間供給するのに十分な量のレタスを栽培するのに十分な屋根があると評価した。 ただし、このようなシステムを灌漑するための水資源の需要は相当なものになります。 研究者らはまた、システム全体の屋上ソーラーパネルでは市の電力の0.2％しか供給できないと評価した。

アリゾナ大学は今後数年のうちに、確かなデータを提供できる可能性があります。 同校は2017年から屋上太陽光発電と農業プロジェクトに取り組んでいる。屋上太陽光発電設備は2020年に完了し、2021年8月に植栽段階に進んだ。センサーやその他のデータ収集機器も2021年に設置された。

これまでのところ、トウワタやホワイトソーンアカシアなどの砂漠固有の多年草や一年生植物の栽培に重点が置かれています。 「種子は、すべての種子がソノラ砂漠周辺から持続可能な方法で収穫されることを保証する地元の女性所有の組織であるStrategic Habitat Enhancementsによって提供された」と学校は述べている。

ブスロ氏は、デンバーにあるコロラド州立大学の新しいハイドロ棟で、都市農業を活用した屋上太陽光発電プロジェクトにも取り組んでおり、その詳細に注目してください。

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写真: デンバーの新しいハイドロビルは、屋上太陽光発電と都市農業の研究拠点として機能する(コロラド州立大学提供)。

ティナは、軍事および企業の持続可能性、先端技術、新興材料、バイオ燃料、水および廃水問題を専門としています。 表明された見解は彼女自身のものです。 Twitter @TinaMCasey と Spoutible で彼女をフォローしてください。

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