Một chương trình thử nghiệm tại New Jersey đã được khởi động từ năm 2021 nhằm hỗ trợ và nghiên cứu các dự án nông nghiệp kết hợp năng lượng mặt trời (agrivoltaics), với mục tiêu mở rộng các cơ sở năng lượng bền vững đồng thời củng cố các sản phẩm nông nghiệp của khu vực.

Theo báo cáo từ Lancaster Farming, Chương trình Nông nghiệp Kết hợp Năng lượng Mặt trời của Đại học Rutgers ra đời từ sáng kiến này và đã phát triển thành ba địa điểm trên toàn bang. Tại đây, trường đại học hướng tới việc tìm hiểu và tối ưu hóa các dự án năng lượng mặt trời kết hợp với các loại cây trồng chủ lực.

Báo cáo cho biết người dẫn đầu chương trình, Dave Specca, hình dung các cơ sở nông nghiệp kết hợp năng lượng mặt trời có thể phù hợp với nhiều loại nông sản khác nhau, từ cỏ khô, đậu nành đến các loại rau quả. "Trong 20 hoặc 30 năm nữa, các tấm pin mặt trời vẫn sẽ ở đó, nhưng người nông dân có thể đang trồng một loại cây hoàn toàn khác so với ban đầu", ông Specca chia sẻ.

Các dự án nông nghiệp kết hợp năng lượng mặt trời đại diện cho sự giao thoa giữa canh tác nông nghiệp và các mảng pin mặt trời, mang lại lợi ích đôi bên cho cả nông dân và sản xuất năng lượng bền vững. Những dự án này có thể bao gồm đất chăn thả, sản xuất cây trồng, phát triển môi trường sống cho các loài thụ phấn và thậm chí cả nhà kính, tất cả được bổ trợ bởi sản xuất năng lượng mặt trời.

Việc kết hợp pin mặt trời với nông nghiệp đã phát triển đều đặn trong 5 năm qua, mang lại nhiều lợi ích như tạo ra vi khí hậu mát mẻ hơn và giảm lượng nước sử dụng nhờ hạn chế bay hơi. Theo nghiên cứu từ Phòng Thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia Mỹ (NREL), vào năm 2020, các địa điểm nông nghiệp kết hợp năng lượng mặt trời tại Mỹ đã bao phủ 27.000 mẫu Anh và tạo ra 4,5 gigawatt năng lượng mặt trời. Đến năm 2024, quy mô các địa điểm này đã tăng hơn gấp đôi, đạt 62.000 mẫu Anh và sản xuất 10 gigawatt năng lượng mặt trời sạch.

Phân khúc lớn nhất của các dự án này, với hơn 400 địa điểm, tập trung vào việc kết hợp môi trường sống bản địa và các loài thụ phấn với các cơ sở năng lượng mặt trời. Khoảng 200 địa điểm khác được sử dụng làm đất chăn thả cho gia súc, nơi các tấm pin còn đóng vai trò cung cấp bóng râm khỏi cái nóng của mặt trời.

Việc sử dụng pin mặt trời kết hợp với sản xuất cây trồng hiện mới chỉ được phát triển tại 35 địa điểm, bao gồm Trung tâm Nghiên cứu và Mở rộng Nông nghiệp Rutgers ở quận Cumberland, nằm ở phía nam bang New Jersey. Vào năm 2024, nhóm nghiên cứu đã đạt được thành công với vụ đậu nành, khi các lô trồng dưới cả hệ thống pin mặt trời đơn và đôi cho năng suất cao hơn so với các khu vực thử nghiệm để trống dưới bầu trời.

Các mảng pin được điều chỉnh mỗi 10 phút bởi một thuật toán theo dõi đường đi của mặt trời trên một trục đơn để tối ưu hóa việc thu năng lượng. Lancaster Farming lưu ý Chương trình Nông nghiệp Kết hợp Năng lượng Mặt trời của Rutgers sẽ tiếp tục nghiên cứu đến năm 2026 và xa hơn để thu thập thêm dữ liệu củng cố các phát hiện của mình.

Kết quả sẽ hỗ trợ tư vấn cho nông dân về những loại nông sản nào hoạt động tốt nhất khi kết hợp với pin mặt trời, từ đó hỗ trợ ngành nông nghiệp của New Jersey và đạt được các mục tiêu năng lượng sạch.

"Mọi người đang nhận thấy lợi ích của nông nghiệp kết hợp năng lượng mặt trời. Các công ty và nông dân đều thấy được những lợi ích này và họ nhận ra: 'Này, đây có thể là giải pháp cho mình'. Vì vậy, họ đang thử nghiệm. Điều đó rất thú vị đối với nghiên cứu nông nghiệp kết hợp năng lượng mặt trời", người dẫn đầu dự án InSPIRE tại NREL, Jordan Macnick cho biết.