농업용 태양광 발전: 식량과 에너지를 동시에 생산하는 농업

원문 링크 : https://www.theearthandi.org/post/agrivoltaics-farming-food-and-energy-at-the-same-time

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지금까지 우리 대부분은 태양광 농장을 보았을 것입니다. 반짝이는 광전지(PV) 패널이 햇빛으로부터 조용히 전기를 생성하는 들판입니다. 최초의 태양광 농장은 일반적으로 배열 아래의 맨땅, 자갈 또는 풀을 지피식물로 사용했습니다. 그러나 요즘에는 패널 아래의 그 공간을 꽃밭, 방목하는 양 또는 토마토 덩굴로 채울 수 있습니다. PV 패널과 농업의 조합은 농업광전지로 알려져 있으며 토지에 하나 이상의 목적을 제공하는 점점 더 인기 있는 접근 방식이 되었습니다.

우리가 사용하는 토지를 최대한 생산적으로 만들기 위해 계속 노력함에 따라 연구자들은 태양광 발전과 작물 또는 가축 공동 생산의 이점을 평가하기 시작했습니다. 미국 에너지부 산하 국립 재생 에너지 연구소(NREL)가 Nature Sustainability에 발표한 한 연구에 따르면 태양광 패널과 농업을 함께 배치하면 식량과 에너지 생산을 모두 지원하는 시너지 효과가 있을 수 있다고 결론지었습니다. 3개월의 재배 기간 동안 진행된 NREL의 연구에 따르면 토마토와 같은 특정 작물은 태양광 패널에 그늘을 드리우면 수확량이 더 높아집니다.

"이 연구의 유망한 결과는 전 세계의 태양열 개발과 농업을 통합하여 상호 이익을 제공하는 방법에 대한 광범위한 의미를 갖는다"고 또한 그늘과 시원한 온도가 증발을 감소시켰기 때문에 물 사용 효율성이 개선되었습니다. PV 패널 자체도 성능에서 이점을 얻었습니다. 농업이 있는 곳에서 발생하는 냉각 "미기후"는 패널 표면 열을 감소시키고 일반적인 지상 패널에 비해 에너지 생산을 개선했습니다. 수석 연구원은 "이 연구의 유망한 결과는 전 세계의 태양열 개발과 농업을 통합하여 상호 이익을 제공하는 방법에 대한 광범위한 의미를 갖는다"고 언급했습니다 .

또 다른 연구에 따르면, 유입되는 햇빛, 기온, 상대 습도를 분석한 결과 특정 농경지가 "가장 큰 태양광 PV 발전 잠재력을 가진 토지 피복"인 것으로 나타났습니다. 가축, 특히 양도 태양광 패널의 혜택을 받는 것으로 나타났습니다. 그늘은 동물이 방목하는 동안 열 스트레스를 효과적으로 줄여줍니다.

이 분야의 연구는 미국에서만 이루어지는 것이 아니라 전 세계적으로 이루어지고 있습니다. 독일의 Faunhofer Institute for Solar Energy Systems는 최근 독일의 농업용 태양광에 대한 가이드라인을 발표했습니다. 이 가이드라인은 농업용 태양광: 농업과 에너지 전환의 기회입니다. 이 문서는 농업용 태양광 구현에 관심이 있는 농부, 지방 자치 단체 및 회사에 대한 실질적인 조언을 제공하는 것을 목표로 합니다. 태양광 발전과 농업을 결합하는 것의 이점에 대해 Fraunhofer ISE의 ​​농업용 태양광 그룹 책임자인 Max Trommsdorff는 이 결합이 "경작지에 대한 경쟁을 줄이고 보다 효율적인 토지 이용에 기여한다"고 말했습니다.

또한 농업용 태양광은 우박, 서리, 가뭄 피해로부터 보호하고 보호용 호일 및 기타 재료가 필요 없는 등의 이점을 제공합니다. 또한 PV 모듈 아래의 풍하중과 태양 복사열을 줄이면 농업에서 물 소비를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다." NREL과 유사하게 Fraunhofer ISE 연구원도 일부 작물 유형의 수확량 증가와 물 사용량의 상당한 감소를 지적했습니다.

농업용 태양광 발전의 초기 도입자가 몇몇 있지만, 기존의 태양광 플러스 작물 농장의 대부분은 소규모이며 모범 사례를 연구하는 데 사용됩니다. 기술 구현에 대한 모든 혁신적인 접근 방식과 마찬가지로 염두에 두어야 할 몇 가지 한계가 있습니다. Agronomy에 게재된 연구에서 저자는 여러 농부를 인터뷰하여 농업용 태양광 발전 도입의 기회와 장벽에 대한 인식을 논의했습니다.

이러한 인터뷰 결과에 따르면, 농부들은 PV 패널과 농업을 결합하는 것에 관심이 있었지만, 다음과 같은 장벽이 있었습니다. "(i) 장기 토지 생산성에 대한 원하는 확실성, (ii) 시장 잠재력, (iii) 공정한 보상, (iv) 다양한 규모, 운영 유형 및 변화하는 농업 관행을 수용하기 위한 사전 설계된 시스템 유연성에 대한 필요성." 보다 구체적으로, 농부들은 다양한 유형의 농업에 대한 토지 이용의 유연성을 떨어뜨릴 수 있는 "영구적인 구조를 도입하는 것"에 대한 우려를 표명했습니다.

태양광 패널에서 재배되거나 사육되는 작물이나 가축의 시장 잠재력을 보장하는 것이 중요합니다. 다른 농부들은 태양광 개발업체에 토지를 임대함으로써 두 곳 사이에 합리적인 합의가 이루어지면 추가 이익을 얻을 수 있다고 지적했습니다. 마지막으로 농부들은 태양광 배열이 더 큰 밭에서 작물을 수확하는 데 필요한 대형 기계를 방해할 수 있으므로 규모가 중요하다고 말했습니다.

증가하는 식량 및 에너지 수요와 증가하는 인구로 인해 농업용 태양광 발전은 토지 자원에 대한 경쟁을 완화하는 동시에 수요를 충족하기 위해 고려해야 할 한 가지 접근 방식입니다. 따라서 다음에 반짝이는 태양광 패널 들판을 지날 때 그 아래에 무엇이 있는지 확인하세요. 토끼나 할라페뇨가 있을 수 있습니다.

*Norman Shafto is a Senior Sustainability Analyst at the Electric Power Research Institute (EPRI), where he leads EPRI’s Sustainability Assessment Services. Mr. Shafto received a Bachelor of Arts in Sustainable Development and a Master of Public Administration in Environmental Science and Policy, both from Columbia University.