В течение десятилетий Калифорния стремилась найти способы сохранения воды, которая теряется до достижения сельскохозяйственных полей. Тысячи километров каналов, подверженных солнечному излучению, теряют ценные литры на каждом участке. Это привело к новаторской идее использования солнечных панелей, но не на крышах, а непосредственно над водой.
Этот проект активно реализуется уже три года. В 2026 году команда исследователей из Калифорнийского университета в Мерседе, компании Solar AquaGrid и ирригационного района Терлок опубликовала результаты испытаний, подтвердивших давно ожидаемые преимущества: покрытие каналов действительно эффективно, оно не только сохраняет воду, но и генерирует энергию для нужд самой ирригационной инфраструктуры.
Почему в Калифорнии оросительные каналы покрыли солнечными панелями?
Проект, получивший название «Nexus», включал установку фотоэлектрических панелей мощностью 1,6 мегаватта над несколькими участками канала ирригационного района Терлок в Центральной долине Калифорнии. Принцип прост: если панели накрывают канал, вода остается в тени.
Без прямого солнечного света водоросли не могут фотосинтезировать, что значительно замедляет их рост. В первый год реализации проекта было зафиксировано сокращение водорослей на 85%.
Кроме того, снизилась температура поверхности воды, что привело к замедлению испарения. В зависимости от участка и конфигурации системы, потери воды сократились на 50–70%.
Хотя эти данные получены за один ирригационный сезон, команда проекта считает их репрезентативными для общей эффективности системы.
Как солнечные панели были адаптированы для этой инновационной системы в Калифорнии?
Чтобы адаптироваться к разнообразным типам ирригационных каналов Калифорнии, инженеры разработали и оценили несколько конфигураций:
- Системы с большим пролетом для широких каналов.
- Компактные решения для узких каналов.
- Вертикальные установки вдоль берегов канала.
- Выдвижные прототипы для упрощения обслуживания.
На одном из узких участков также была интегрирована система хранения энергии мощностью 75 киловатт с использованием железо-проточных аккумуляторов от компании ESS.
Это позволяет накапливать избыток энергии, вырабатываемой в течение дня, и использовать ее в часы низкой солнечной активности, превращая покрытый канал в небольшую интегрированную электростанцию в рамках ирригационной инфраструктуры.
Экономия, эквивалентная годовому потреблению более двух миллионов человек
Расчеты масштабируемости проекта вызвали наибольший интерес за пределами научного сообщества. В Калифорнии насчитывается около 4000 километров распределительных каналов.
Если бы все эти каналы были покрыты солнечными панелями, годовая экономия воды составила бы около 238 миллиардов литров. Для понимания масштаба: этого объема хватило бы для орошения более 20 000 гектаров сельскохозяйственных угодий или для обеспечения водой более двух миллионов человек в течение года.
Преимущество этого подхода перед традиционными солнечными электростанциями очевидно. Панели не занимают сельскохозяйственные земли. Они устанавливаются на уже существующей инфраструктуре, не требуя отчуждения земель или изменения продуктивного ландшафта. Земля остается каналом, но теперь она также генерирует электроэнергию и сохраняет воду, которую транспортирует.
Калифорнийский университет в Мерседе и Департамент водных ресурсов уже изучают возможности распространения этой модели на другие участки государственной распределительной системы, уделяя особое внимание регионам, где совпадают дефицит воды и высокий спрос на сельскохозяйственные нужды.
Почему это достижение США важно для остального мира?
Компания Solar AquaGrid представляет результаты проекта Nexus на международных форумах как пример инфраструктуры, адаптированной к вызовам XXI века. Регионы с высоким уровнем солнечной радиации и дефицитом воды могут найти в этой модели конкретное решение: Северная Африка, Восточное Средиземноморье или Центральная Азия имеют условия, схожие с Центральной долиной Калифорнии.
Испания, например, имея более 3000 солнечных часов в год на большей части своей территории и обширную сеть оросительных каналов, унаследованную от многовекового развития орошаемого земледелия, является одной из стран, где подобное применение может быть наиболее актуальным.
Следует отметить, что дискуссии об эффективности использования воды в испанском сельском хозяйстве в течение многих лет не имели столь весомого технического ответа. Результаты Калифорнии, безусловно, предоставляют конкретный и очень значимый аргумент для возобновления этого обсуждения.