Novo Estudo mostra Resultados Promissores para “Canais Solares” na Califórnia, promovendo Energia Renovável e Conservação de Água

Cientistas da UC Santa Cruz publicaram um novo estudo — em cooperação com a UC Water e o Sierra Nevada Research Institute da UC Merced — que recomenda cobrir a rede de 6.350 quilómetros de canais públicos de transporte de água da Califórnia com painéis fotovoltaicos. Recursos e preservação da água.

O conceito de “canais solares” tem adquirido energia em todo o mundo à medida que a modificação do ambiente aumenta a ameaça de seca em várias áreas. O painel fotovoltaico pode sombrear os canais para ajudar a prevenir a perda de água com a evaporação, e algumas categorias de painéis solares também funcionam muito melhor do que os canais porque a atmosfera mais fria evita que eles superaqueçam.

As tarefas piloto na Índia demonstraram a utilidade tecnológica de vários layouts, mas nenhum ainda foi implantado em quantidade. A rede de canais do Golden State é o sistema de transporte de água mais extenso do mundo — o estado lida com um futuro propenso a secas e um cronograma rápido para a transição para um recurso renovável. Os canais solares podem visar ambos os desafios, mas para justificar a sua execução na Califórnia é necessário avaliar as possíveis vantagens. Isso é o que os pesquisadores propuseram-se a fazer no seu artigo publicado pela Sustainability naturalmente.

Brandi McKuin, principal autora da nova pesquisa e cientista de pós-doutorado em estudos ambientais da UC Santa Cruz, afirmou que faz sentido cobrir os canais com painéis fotovoltaicos, já que a energia renovável e a preservação da água são ganha-ganha. O diabo está nos detalhes. Brandi McKuin acrescentou que a questão vital era se a estrutura para estender os canais teriam um custo proibitivo.

Painéis solares que abrangem canais são comumente sustentados por treliças de aço ou cabos de suspensão, ambos muito mais caros de construir do que as estruturas de suporte tradicionais para painéis fotovoltaicos montados no solo. No entanto, McKuin conduziu uma análise técnico-econômica que demonstrou como os benefícios dos canais solares se integram para compensar as despesas incluídas para instalações suportadas por cabos. Os canais solares sustentados por cabos revelaram um valor líquido presente 20 – 50 por cento maior, indicando maior ROI financeiro.

Além de benefícios como aumento do desempenho do painel fotovoltaico e redução das perdas por evaporação, a sombra dos painéis fotovoltaicos pode ajudar no controlo do crescimento de ervas daninhas na água, sendo um problema caro de manutenção do canal. O posicionamento de painéis solares sobre locais de canais existentes também pode evitar despesas relacionadas ao uso do solo. Agora que o novo artigo forneceu uma avaliação concreta extra desses benefícios, os membros do grupo de pesquisa esperam que isso possa causar testes de campo futuros de canais solares no estado dourado.

Co-autor do artigo, professor de engenharia da UC Merced, o diretor anterior do Sierra Nevada Research Study Institute, e um diretor da UC Water, Roger Bales, afirmou que esta pesquisa é uma ação essencial para motivar investimentos financeiros para gerar energia renovável energia enquanto conserva água.

Bales tornou-se parte da equipa original que começou em 2016, quando a empresa de impacto social Citizen Team com sede em San Francisco fez uma parceria com a UC Solar e a UC Water para criar o conceito. A partir daí, a pesquisa cresceu em cooperação entre a UC Merced e a UC Santa Cruz.

A redatora principal Brandi McKuin começou a trabalhar com a tarefa enquanto concluía o seu doutorado. na Merced, então prosseguiu com a assistência do autor sênior e professor da UCSC Elliott Campbell, do presidente presidencial Stephen R. Gliessman em Recursos Hídricos e Soluções de Alimentos e um colega de transplante da Merced. O professor Joshua Viers da UC Merced e o cientista Tapan Pathak sugeriram o projeto, e os alunos de pós-graduação Andrew Zumkehr e Jenny Ta contribuíram para a análise.

Zumkehr conduziu uma análise hidrológica complexa usando dados de satélites, modelos climáticos e estações meteorológicas automatizadas para modelar e taxas de dissipação de contraste em locais de canais em todo o estado, com e sem sombra de painéis fotovoltaicos. McKuin então utilizou esses detalhes na sua avaliação para calcular as vantagens financeiras da evaporação reduzida.

Eventualmente, a economia de despesas de vários benefícios consolidados tornou os canais solares financeiramente viáveis, em oposição aos benefícios da redução da dissipação apenas. No entanto, a pesquisa também observa que o ganho com a implantação de canais solares pode prolongar os efeitos financeiros imediatos do passado. Por exemplo, cada megawatt de energia solar gerado por canais solares no Vale Central da Califórnia tem a possibilidade de substituir 15 – 20 bombas de irrigação movidas a diesel, ajudando a reduzir a poluição do ar numa região com algumas das piores qualidades de ar do país.

Além disso, o redator sénior Elliott Campbell afirma que a ampla gama de benefícios reconhecidos pelo jornal é, por si só, uma lição essencial para continuar. Ele vê as pesquisas não apenas como uma análise dos canais solares, mas também como uma imagem clara das afiliações entre questões internacionais imediatas, como qualidade do ar, energia e conservação de água.

Campbell afirmou que o que é visto aqui são, na verdade, algumas vantagens únicas quando combina água e energia. Campbell acrescentou que, em alguns casos, isso traz uma transição mais suave para meios muito melhores de produzir energia e conservar a água.

Referência: “Co-benefícios de energia e água ao cobrir canais com painéis solares” por Brandi McKuin, Andrew Zumkehr, Jenny Ta, Roger Bales, Joshua H. Viers, Tapan Pathak e J. Elliott Campbell, 18 de março de 2021,  Nature Sustainability .
DOI: 10.1038 / s41893-021-00693-8