Die Installation von Sonnenkollektoren über den kalifornischen Kanälen könnte Wasser liefern, …

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Das kalifornische Aquädukt, das Wasser mehr als 400 Meilen südlich von der Sierra Nevada transportiert, teilt sich, wenn es an der Grenze zwischen den Grafschaften Kern und Los Angeles in Südkalifornien eintritt. Anerkennung: Kalifornien DWR

Klimawandel und Wasserknappheit stehen im Westen der USA im Vordergrund Das Klima erwärmt sich, Eine schwere mehrjährige Dürre ist im Gange und Grundwasserversorgung wird überpumpt an vielen Orten.

Westliche Staaten verfolgen viele Strategien, um Passen Sie sich diesen Belastungen an und bereiten Sie sich auf die Zukunft vor. Dazu gehören Maßnahmen zur Förderung der Entwicklung erneuerbarer Energien, zur Wassereinsparung und zur nachhaltigeren Bewirtschaftung von Natur- und Arbeitsflächen.

Als Ingenieure, die an klimafreundlichen Lösungen arbeiten, haben wir in Kalifornien mit der sogenannten “Solarkanallösung” eine einfache Win-Win-Situation für Wasser und Klima gefunden. Über 4.000 Meilen Kanäle Transport von Wasser zu rund 35 Millionen Kaliforniern und 5,7 Millionen Morgen Ackerland im ganzen Bundesstaat. Das Abdecken dieser Kanäle mit Sonnenkollektoren würde die Verdunstung von kostbarem Wasser – einer der wichtigsten Ressourcen Kaliforniens – verringern und dazu beitragen, die Ziele des Staates für erneuerbare Energien zu erreichen und gleichzeitig Geld zu sparen.

Wasser und Land sparen

Kalifornien ist anfällig für Dürreund Wasser ist ein ständiges Anliegen. Jetzt bringt das sich ändernde Klima heißeres, trockeneres Wetter.

Schwere Dürren in den letzten 10 bis 30 Jahren ausgetrocknete Brunnen, veranlasste Beamte umzusetzen Wasserrestriktionen und betankt massive Waldbrände. Ab Mitte April 2021 war der gesamte Staat offiziell Dürrebedingungen erleben.

Gleichzeitig hat Kalifornien ehrgeizige Schutzziele. Der Staat hat ein Mandat zu Grundwasserpumpen reduzieren bei gleichzeitiger zuverlässiger Versorgung von Farmen, Städten, Wildtieren und Ökosystemen. Im Rahmen einer umfassenden Initiative zum Klimawandel wies Gouverneur Gavin Newsom die kalifornische Agentur für natürliche Ressourcen im Oktober 2020 an, die Bemühungen voranzutreiben 30% des Landes und der Küstengewässer bis 2030 zu erhalten.

Der größte Teil des kalifornischen Regens und Schnees fällt im Winter nördlich von Sacramento, während 80% des Wasserverbrauchs fallen kommt in Südkalifornien vormeistens im Sommer. Deshalb schlängeln sich Kanäle durch den Staat – es ist das größte derartige System der Welt. Wir schätzen, dass etwa 1 bis 2% des von ihnen transportierten Wassers durch Verdunstung unter der heißen kalifornischen Sonne verloren gehen.

In einer kürzlich durchgeführten Studie haben wir gezeigt, dass alle 4.000 Meilen der kalifornischen Kanäle mit Sonnenkollektoren abgedeckt werden Sparen Sie jährlich mehr als 65 Milliarden Gallonen Wasser durch Reduzierung der Verdunstung. Das reicht aus, um 50.000 Morgen Ackerland zu bewässern oder den Wasserbedarf von mehr als 2 Millionen Menschen zu decken. Durch die Konzentration von Solaranlagen auf bereits genutztes Land, anstatt sie auf unbebautem Land zu errichten, würde dieser Ansatz Kalifornien dabei helfen, seine Ziele für eine nachhaltige Bewirtschaftung für beide zu erreichen Wasser und Land Ressourcen.

Klimafreundliche Kraft

Das Beschatten der kalifornischen Kanäle mit Sonnenkollektoren würde erhebliche Mengen an Strom erzeugen. Unsere Schätzungen zeigen, dass es eine Kapazität von 13 Gigawatt für erneuerbare Energien liefern könnte, was etwa der Hälfte der neuen Quellen entspricht, die der Staat hinzufügen muss, um seine Anforderungen zu erfüllen saubere Stromziele: 60% aus kohlenstofffreien Quellen bis 2030 und 100% erneuerbar bis 2045.

Durch die Installation von Sonnenkollektoren über den Kanälen werden beide Systeme effizienter. Die Sonnenkollektoren würden die Verdunstung aus den Kanälen reduzieren, insbesondere in heißen kalifornischen Sommern. Und weil sich Wasser langsamer erwärmt als Land, könnte das unter den Paneelen fließende Kanalwasser sie um 10 ° F abkühlen. Steigerung der Stromerzeugung um bis zu 3%.

Diese Panels könnten auch Strom vor Ort erzeugen in vielen Teilen Kaliforniens, beide senken Übertragungsverluste und Kosten für die Verbraucher. Die Kombination von Solarenergie mit Batteriespeicher kann zum Aufbau von Mikronetzen in ländlichen Gebieten und unterversorgten Gemeinden beitragen und das Stromnetz effizienter und widerstandsfähiger machen. Dies würde das Risiko von Stromausfällen aufgrund von extremem Wetter, menschlichem Versagen und Waldbränden verringern.

Wir schätzen, dass die Kosten für die Überbrückung von Kanälen mit Sonnenkollektoren höher sind als für den Bau von Bodensystemen. Als wir jedoch einige der Vorteile hinzufügten, wie z. B. die Vermeidung von Landkosten, Wassereinsparungen, die Minderung von Wasserunkräutern und die Verbesserung der PV-Effizienz, stellten wir fest, dass Solarkanäle eine bessere Investition darstellen und Strom liefern, der über die Lebensdauer der Solarenergie weniger kostet Installationen.

Vorteile für das Land

Bei Solarkanälen geht es um viel mehr als nur um die Erzeugung erneuerbarer Energie und die Einsparung von Wasser. Der Bau dieser langen, dünnen Solaranlagen könnte verhindern, dass mehr als 80.000 Morgen Ackerland oder natürlicher Lebensraum für Solarparks umgewandelt werden.

Kalifornien baut Lebensmittel für eine immer größer werdende Weltbevölkerung an und produziert mehr als 50% der Früchte, Nüsse und Gemüse dass US-Verbraucher essen. Bis zu 50% der neuen Kapazität für erneuerbare Energien zur Erreichung der Dekarbonisierungsziele könnten jedoch sein in landwirtschaftlichen Gebieten gelegen, einschließlich großer Teile erstklassigen Ackerlandes.

Solarkanalanlagen werden auch Wildtiere, Ökosysteme und kulturell wichtiges Land schützen. Große Solarentwicklungen können dazu führen Verlust, Verschlechterung und Fragmentierung des Lebensraums, die bedrohte Arten wie die schädigen können Mojave-Wüstenschildkröte.

Sie können auch schädigen Wüsten-Buschpflanzengemeinschaften, einschließlich Pflanzen, die für indigene Stämme kulturell wichtig sind. Als Beispiel die Konstruktion der Genesis Solar Energy Center in den Wüsten Sonora und Mojave in den Jahren 2012-2014 zerstörte Pfade und Grabstätten und beschädigte wichtige kulturelle Artefaktelangwierige Rechtsstreitigkeiten auslösen.

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