도쿄대학교와 국제미작연구소 연구팀이 농업용 쌀 농장에서 생산되는 쌀과 전력을 공동으로 추정하는 시스템을 개발했습니다. 시뮬레이션에서 패널을 수직 방향으로 더 기울이면 식물에 사용 가능한 빛이 증가하고 수확 목표에 도달할 가능성이 높아져 전기 생산의 일부가 포기됩니다.
도쿄 대학이 발표하고 다음과 같은지에 발표된 연구입니다. 농작물 연구구체적인 문제를 해결합니다. 동일한 토지를 사용하여 성장하고 에너지를 생성하려면 빛이 필요한 두 활동 사이에 빛을 분배해야 합니다.
패널 아래의 쌀은 수확량과 품질을 잃을 수 있습니다
같은 그룹이 일본 논에서 6년 동안 실시한 이전 연구에서는 평균 수확량 감소가 23%로 측정되었습니다. 모듈 없이 재배하는 경우 8.5톤인 것과 비교하여 패널 아래에서는 헥타르당 생산량이 6.5톤이었습니다.
음영 처리로 인해 곡물이 형성되는 꽃차례인 원추꽃차례의 수와 바이오매스가 제한되었습니다. 품질 문제도 나타났습니다. 불투명하고 희끄무레한 부분이 있는 곡물이 많아지고, 백화라고 불리는 결함이 생기고, 가공 후 전체 쌀의 수확량이 낮아졌습니다.
이는 해당 시스템과 연구된 조건을 참조하는 결과입니다. 그러나 논에서 농업 발전을 설계할 때 킬로와트시만 계산하면 예산의 필수 부분이 생략되는 이유를 보여줍니다.
세 가지 모델과 30년간의 기상 데이터
새로운 방법은 세 가지 장비를 연결합니다. 하나는 식물에 도달하는 빛을 재구성하고, ORYZA는 쌀의 성장과 수확량을 시뮬레이션하고, PVsyst는 광전지 생산량을 추정합니다. 이러한 방식으로 패널의 변경이 두 작품 모두에 어떤 영향을 미치는지 평가할 수 있습니다.
실험 장소는 이바라키 현 지쿠세이에 위치하고 있으며, 이곳에서 패널은 지면에 투사된 표면의 27%를 차지합니다. 연구진은 현장에서 수집된 측정값과 비교한 후 1994년부터 2023년까지의 기상 데이터를 사용하여 다양한 연도의 시스템 동작을 조사했습니다.
일본작물과학회에 제출된 이 연구의 첫 번째 과학 보고서는 기존 수확량의 66%에서 94% 사이의 시뮬레이션 수확량을 보고했습니다. 고려된 목표는 일본 요구 사항에 따라 패널 없이 얻을 수 있는 수확량의 최소 80%를 보존하는 것입니다. 따라서 날씨의 변동성으로 인해 평균만을 보는 것은 불충분합니다.
패널을 기울이면 결과가 얼마나 바뀌나요?
시작 구성에서 평균 시뮬레이션 수율은 기존 수율의 82%였지만 목표 미만으로 떨어질 확률은 26%였습니다. 초기 구성 대비 수직 방향으로 기울기를 7도 증가시켜 임계값 도달 확률을 80%로 높였으며, 전체 연간 수익은 0.1% 감소할 것으로 예상됩니다.
30도를 추가하면 확률은 90%에 이르렀고, 쌀 수확량은 4.2% 증가하고 전력 생산량은 3.2% 감소했습니다. 전체 매출은 2.7% 감소했다. 53도 이상에서는 확률이 95%에 달했다. 이 경우 쌀 생산량은 10.3% 증가했고, 전력 생산량은 9.4%, 수입은 8% 감소했습니다.
따라서 식물에 더 많은 빛이 공급된다는 것은 수확물을 보호할 가능성이 더 크다는 것을 의미합니다. 그러나 패널을 점진적으로 기울이면 에너지와 경제적 측면에서 희생이 커집니다. 백분율은 연구 대상 시스템에 대한 시뮬레이션 시나리오를 설명합니다. 쌀과 전기 판매로 인한 수입을 포함한 수입 역시 채택된 경제적 가정에 따라 달라집니다.
연구원들에 따르면, 이 방법은 패널의 크기와 밀도, 재배 품종의 기후 및 특성을 평가하는 데에도 사용될 수 있습니다. 모듈을 설치하기 전에도 농업 요구 사항을 고려하여 시스템을 설계할 수 있는 시스템입니다. 이를 이탈리아 논에 적용하려면 현지 데이터와 현장 확인이 필요합니다. 한편, 농업 발전에서 가장 민감한 문제 중 하나를 해결하기 위한 도구가 일본에서 도착했습니다. 즉, 패널 아래에서 자라는 작물을 불필요하게 희생하지 않고 전기를 생산하는 것입니다.
