El primer proyecto de canal solar es un triunfo para el agua, la energía, el aire y el clima de California

Cada vez hay más pruebas de que El oeste de EE. UU. se encuentra ahora en medio de su peor sequía importante Al menos en 1200 años.El suministro de agua subterránea es siendo bombeado en exceso En muchos lugares, la sequía, los incendios forestales y la disminución de los suministros de agua están provocando cambio climático millones de individuos.

como ingenierohe estado trabajando con colegas para encontrar una manera de conservar el agua y promover la energía renovable para proteger el clima.

Lo llamamos la Solución del Canal Solar y está a punto de probarse en California.

sobre 4,000 millas de canales Proporciona agua a aproximadamente 35 millones de californianos y 5,7 millones de acres de tierras de cultivo en todo el estado.Como nosotros Explicado en un estudio de 2021cubrir estos canales con paneles solares reducirá la evaporación del agua preciosa, uno de los recursos más importantes de California, y ayudará a cumplir los objetivos de energía renovable del estado, al mismo tiempo que ahorrará dinero.

Esta El primer prototipo de América Ahora se están desarrollando canales de tramo largo y estrecho en el Valle Central de California. Los investigadores de UC Merced están involucrados en el proyecto y trabajaremos para determinar cómo puede ser una solución a gran escala.

Ahorra agua y tierra

california es propenso a la sequía, mientras que el agua es una preocupación constante. Ahora, el cambio climático está trayendo un clima más cálido y seco.

Sequía severa en los últimos 10 a 30 años seca bienlíderes oficiales para implementar restricciones de agua y vamos incendio forestal masivo.

Mientras tanto, California tiene objetivos de conservación ambiciosos.autorizado por el estado Reducir la extracción de agua subterránea Todo mientras mantiene un suministro confiable para granjas, ciudades, vida silvestre y ecosistemas.Como parte de una amplia iniciativa sobre el cambio climático, en octubre de 2020, el gobernador Gavin Newsom ordenó al Departamento de Recursos Naturales de California que tomara la iniciativa Proteger el 30 % de la tierra y las aguas costeras para 2030.

Leer más: El suministro de agua de California tiene problemas a medida que el cambio climático exacerba las sequías naturales, especialmente en Sierra Nevada

La mayor parte de la lluvia y la nieve del invierno de California cae al norte de Sacramento, que utiliza el 80 % de su agua tiene lugar en el sur de california, principalmente en verano. Es por eso que el canal se abre camino a través del estado: es el sistema de este tipo más grande del mundo. Estimamos que alrededor del 1 % al 2 % del agua que transportan se evapora con el calor del sol de California.

En un estudio de 2021, demostramos que cubrir las 4000 millas de los canales de California con paneles solares Ahorre más de 65 mil millones de galones de agua al año Al reducir la evaporación. Eso es suficiente para regar 50,000 acres de tierras de cultivo o satisfacer las necesidades residenciales de agua de más de 2 millones de personas.Al concentrar las instalaciones solares en terrenos que ya se están utilizando, en lugar de construir en terrenos no urbanizados, este enfoque ayudará a California a cumplir sus objetivos de gestión sostenible. agua y tierra recurso.

electricidad amigable con el clima

Proteger los canales de California con paneles solares generaría mucha electricidad. Nuestras estimaciones sugieren que podría proporcionar alrededor de 13 GW de capacidad de energía renovable, que es aproximadamente la mitad de la energía nueva que el estado necesitaría agregar para satisfacer sus necesidades. objetivos de energía limpia: 60% de fuentes libres de carbono para 2030 y 100% de energías renovables para 2045.

La instalación de paneles solares en el canal hace que ambos sistemas sean más eficientes. Los paneles solares reducirán la evaporación del canal, especialmente durante los calurosos veranos de California. Y debido a que el agua se calienta más lentamente que la tierra, el agua del canal que fluye debajo de los paneles puede enfriarlos 10 grados Fahrenheit, Aumentar la generación de energía en un 3%.

Estas marquesinas también pueden Generar electricidad localmente En muchas partes de California, la parte inferior pérdida de transmisión y costos del consumidor. La combinación de energía solar con almacenamiento en baterías puede ayudar a construir microrredes en áreas rurales y comunidades desatendidas, lo que hace que los sistemas de energía sean más eficientes y resistentes. Esto reducirá el riesgo de pérdida de energía debido a condiciones climáticas extremas, errores humanos e incendios forestales.

Estimamos que extender el canal con paneles solares costará más que construir un sistema montado en tierra. Pero cuando agregamos algunos beneficios colaterales, como evitar los costos de la tierra, ahorrar agua, reducir las malas hierbas y mejorar la eficiencia fotovoltaica, encontramos que los canales solares son mejores inversiones y proporcionan electricidad menos costosa durante la vida útil de la instalación solar. Esto es antes de considerar los beneficios para la salud humana de mejorar la calidad del aire y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

Beneficios para la tierra

Para ser claros, los canales solares no se tratan solo de generar energía renovable y conservar agua. La construcción de estos paneles solares largos y delgados podría evitar que más de 80,000 acres de tierras de cultivo o hábitat natural se conviertan en granjas solares.

California cultiva alimentos para la creciente población mundial Produce más del 50% de frutas, nueces y verduras consumidores estadounidenses.Sin embargo, hasta el 50 % de la nueva capacidad de energía renovable podría cumplir los objetivos de descarbonización en zona agrícolaincluidas grandes extensiones de tierras de cultivo de primera calidad.

La instalación del canal solar también protegerá la vida silvestre, los ecosistemas y las tierras de importancia cultural.El desarrollo solar a gran escala podría conducir a Pérdida, degradación y fragmentación del hábitatque podría dañar especies amenazadas como Tortuga del desierto de Mojave.

ellos también pueden Dañar la flora arbustiva del desierto, incluidas las plantas de importancia cultural para las tribus indígenas.Por ejemplo, construir Centro Solar Génesis 2012-2014 en Sonora y Desierto de Mojave Destruye senderos y cementerios y daña artefactos importantes.desencadenando un prolongado conflicto jurídico.

Limpiar el aire – y las malas hierbas

Al generar electricidad limpia, los canales solares pueden mejorar la calidad del aire.

Otro beneficio es la supresión de las malas hierbas que bloquean los canales.existe Indiael desarrollador ha estado construyendo el canal solar desde 2014, y la sombra de los paneles limita el crecimiento de malas hierbas que obstruyen las canaletas y restringen el flujo de agua.

Combatir estas malezas es costoso y los herbicidas amenazan la salud humana y el medio ambiente. Para un gran canal de 100 pies de ancho en California, estimamos que los canales sombreados ahorran alrededor de $40,000 por milla. En todo el estado, ahorros anuales de $69 millones.

Llevando el Canal Solar a California

La infraestructura de energía envejecida de California ha provocado incendios forestales catastróficos y cortes de energía de varios días. La construcción de desarrollos solares inteligentes en canales y otras tierras perturbadas puede hacer que la infraestructura de agua y electricidad sea más resistente, al tiempo que ahorra agua, reduce costos y ayuda a combatir el cambio climático.

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El Distrito de Riego de Turlock en el Valle de San Joaquín de California trabajará con el desarrollador del proyecto Solar Aquagrid, investigadores y otros para construir el primer prototipo de un canal solar, con el apoyo del Departamento de Recursos Hídricos del estado.

Los prototipos de este proyecto de demostración de una milla de largo, así como los futuros pilotos, ayudarán a los operadores, desarrolladores y reguladores a mejorar los diseños, evaluar los cobeneficios y evaluar el rendimiento de estos sistemas. Con más datos, podemos desarrollar estrategias para expandir el canal solar en todo el estado e incluso en todo el oeste.

Esta es una actualización de un artículo publicado originalmente el 3 de mayo de 2021.