太陽光パネルは農場と農場労働者の気温を下げる可能性がある

 

 

 

 

太陽光発電と農薬を組み合わせた新しい農業モデルによると、作物をソーラーパネルで日陰にすることで、トマトを温暖化する気候から守るだけでなく、屋外での作業もより安全になることが分かった。

 

 

夏の暑さがますます厳しくなるにつれ、農業とそれを支える人々にとって新たな解決策が必要となるでしょう。今回発表された研究によると、農地に太陽光パネルを設置する「アグリボルタイクス」と呼ばれる手法は、作物だけでなく人々の体温も数度下げ、涼しく保つ効果があることが分かりました。

 

 

多くの農業太陽光発電に関する研究では、こうしたハイブリッド景観の長所と短所を、実際の現場における具体的なシナリオで調査してきた。本研究では、異なるアプローチを採用し、コンピューターモデルを用いて太陽光パネルの下に発生する特有の微気候をシミュレーションした。

 

 

「ハードウェアにお金をかける前に、人々がこれらの物理現象や新しい設計アイデアを検証できるモデルを作りたかったのです」と、プリンストン大学の博士課程学生であるエルファン・ホセイニ氏と、同大学の土木環境工学研究者で、今回の研究論文の共著者でもあるエリー・ブーゼイド氏は述べている。このモデルは、パネル、土壌、植物の間での空気、熱、水分の移動をシミュレートし、それらの作物、パネル、そしてそれらを世話する人々への影響を調べた。

 

 

この事例では、トマト農園のデータを用い、ニュージャージー州の典型的な夏の日の影響をシミュレーションすることで、モデルは露地栽培のトマトとソーラーパネルで日陰を作って栽培したトマトを比較し、驚くべき結果を発見した。ソーラーパネルをパッチワーク状に配置することで、トマトの葉の温度は少なくとも1.84℃低くなり、日中の暑い時間帯には日陰のない植物と比べて最大7.56℃も低くなることが分かった。 

 

 

この冷却効果により、葉からの水分損失は1日あたり22.4%、作物と土壌からの水分損失は1日あたり42.6%減少する。さらに、この蒸発散による空気冷却効果により、ソーラーパネル自体の温度が5.6℃低下し、熱による効率損失が15%削減される。

 

 

日陰で育てられたトマトは、直射日光が47%減少したにもかかわらず、光合成量は31%しか減少しなかった。これは研究者たちの予想よりも低い数値だった。このことから、他の研究でも示されているように、涼しい微気候の利点が、日照不足による生産性の低下を相殺していることが示唆された。 

 

 

最も特筆すべき点は、このモデルによって、全体的な冷却効果が人々に恩恵をもたらすことが明らかになったことである。農作業員は、平均気温が4.46℃低下する効果を実感するだろう。シミュレーションされたシナリオでは、トマト農園にソーラーパネルを設置することで、体感温度が39℃から約35℃まで低下した。 

 

 

これは温暖化が進む世界において、非常に大きな改善と言える。「屋外で働く人々はこの暑さの矢面に立たされ、生産性の低下はより広範な社会経済的影響を及ぼす」とホセイニ氏とブーゼイド氏は述べている。「我々の研究結果は、日陰を作ることが最も効果的であり、その結果、熱的快適性が向上し、労働者の健康、幸福、生産性が向上することを示している。」

 

 

太陽光パネルは、エネルギー、農作物、そして人々の生活にとって重要な気候変動対策として注目を集めている。しかし、農地に大規模に導入する前に、そのメリットとデメリットを慎重に検討する必要がある。「アグリボルタイクスの設計は、万能なものではありません」と2人の研究者は述べている。「だからこそ、このようなツールが必要なのです。最初のプロトタイプを作る前に、そのメリットとデメリットを知ることができるのです。」

 

 

「実際の現場で試してみたいと考えている栽培業者や開発業者の方々との協力を歓迎します。」

 

画像：ワーナー・スロカム / NLR