Egyre több bizonyíték utal arra, hogy az Egyesült Államok nyugati része az elmúlt 1200 év legsúlyosabb aszályát éli át. A felszín alatti vízkészleteket sok helyen túlszivattyúzzák, a szárazság, az erdőtüzek és a vízkészletek csökkenése miatt pedig emberek milliói érezhetik a saját bőrükön a klímaváltozás negatív hatásait. Ez ihlette a különleges projektet, melyről a Smithsonian számolt be.

Kalifornia államban körülbelül 4000 mérföldnyi csatorna szállítja a vizet a mintegy 35 millió lakos, illetve további 5,7 millió hektár termőföld számára is. Ahogyan azt a Smithsonian cikkét jegyző mérnök, Roger Bales egy 2021-es tanulmányában megírta, ha ezeket a csatornákat lefednék napelemekkel, akkor az nemcsak megakadályozná az értékes víz elpárolgását, de hozzájárulna az energiatermeléshez, illetve hosszútávon komoly megtakarításokkal is járna. Az első – keskeny és szélesebb – csatornákhoz való prototípusokat a Solar Aquagrid építi, a munkálatokat már megkezdték a kaliforniai Central Valleyben. A megoldás tesztelésében az állam legfrissebben nyílt egyeteme, a University of California Merced kutatói is részt vesznek.

Kaliforniában a legtöbb csapadék az állam északi területein esik, míg a víz 80%-át Dél-Kaliforniában használják fel. Ez az oka annak, hogy az amerikai államban épült csatornarendszer a legnagyobb a világon. A brutális mennyiségű vizet szállító csatornákban azonban a teljes vízmennyiség akár 1-2%-a is elpárologhat a forró kaliforniai nap alatt. Mint azt egy 2021-es tanulmányban Bales és munkatársai kimutatták, Kalifornia csatornáinak mind a 4000 mérföldes lefedése napelemekkel évente több mint 65 milliárd gallon, azaz körülbelül 246 milliárd liter vizet takarítana meg a párolgás csökkentése által. Ez nagyjából 50000 hektár termőföld öntözésére lenne elég, vagy több mint kétmillió ember vízszükségletét lehetne vele kielégíteni.

Kalifornia csatornáinak napelemekkel való árnyékolása jelentős mennyiségű villamos energiát termelne. Becslések szerint a csatornák fölé emelt napelemek mintegy 13 gigawatt megújuló energiakapacitást biztosítanának. Ez körülbelül a fele annak a mennyiségű új kapacitásnak, amelyre az államnak szüksége van a  kitűzött emissziócsökkentéssel kapcsolatos célok eléréséhez: 2030-ra az energiamix 60 százaléka szén-dioxid-mentes, 2045-re pedig 100 százaléka megújuló kellene, hogy legyen majd.

Érdekes módon, a csatornák napelemmel való lefedése mindkét rendszer hatékonyságát növeli: a napelemek csökkentenék a párolgást a csatornákból, és mivel a víz lassabban melegszik fel, mint a szárazföld, a panelek alatt elfolyó csatornavíz hűti őket, ami miatt akár 3 százalékkal is növekedhet az áramtermelés. A napenergia és az akkumulátoros tárolás kombinálása segíthet mikrohálózatok kiépítésében a vidéki területeken, így az energiarendszer hatékonyabbá és rugalmasabbá válik. Ez csökkenti a szélsőséges időjárás, az emberi mulasztás és a futótüzek miatti áramkimaradás kockázatát.

Becslések szerint a csatornák napelemekkel történő áthidalása magasabb költségekkel fog járni, mint a földre telepített rendszerek építése. Amikor azonban hozzáadunk néhány járulékos hasznot, például a megszűnt földköltségeket, a vízmegtakarítást és a fokozott PV-hatékonyságot, azt találtuk, hogy a napelemmel borított csatornák hosszútávon jobb befektetést jelentenek, és élettartamuk alatt pedig olcsóbb áramot biztosítanak.

A teljes kaliforniai csatornahálózat napelemmel való kiegészítése esetén összesen 80000 hektár mezőgazdasági területet sikerülne megmenteni az építkezésektől. Ez azért is nagyon fontos, mert az USA-ban termelt gyümölcsök, diófélék és zöldségek több mint felét Kaliforniában termesztik, és ennek ellenére a megújuló energiaforrásokkal kapcsolatos célkitűzések teljesítéséhez azonban az új kapacitások több mint felét jó minőségű termőterületekre kellene építeni.

Az egy mérföld hosszan felépülő prototípusok a jövőbeli kísérletekkel együtt sok hasznos információval fognak még szolgálni a kutatóknak, akik bíznak benne, hogy a teszteket követően először az államban, de később akár az USA teljes területén is elterjedhet a napelemmel fedett csatornák rendszere.

(Fotó: Solar Aquagrid)