Panel Surya. Foto : Pixabay.
STATE COLLEGE, BERITALINGKUNGAN.COM — Seiring dengan meningkatnya jumlah instalasi panel surya skala besar, kekhawatiran akan dampaknya terhadap proses hidrologis alami juga meningkat.
Namun, sebuah studi baru oleh peneliti dari Penn State mengungkapkan bahwa limpasan berlebih atau peningkatan erosi dapat dengan mudah diatasi, asalkan “solar farm” ini dibangun dengan benar.
Panel surya yang tahan air dikhawatirkan dapat meningkatkan volume dan kecepatan limpasan air hujan, mirip dengan beton dan aspal. Namun, setelah melakukan investigasi lapangan selama setahun terhadap pola kelembapan tanah, radiasi surya, dan vegetasi di dua solar farm di Pennsylvania tengah — yang dibangun di lereng yang mewakili wilayah Timur Laut Amerika Serikat (AS), para peneliti menyimpulkan bahwa instalasi tersebut seharusnya tidak menimbulkan implikasi negatif bagi pengelolaan air hujan.
Dalam temuan yang baru-baru ini dipublikasikan di Journal of Hydrology, tim melaporkan bahwa vegetasi yang sehat dan tanah dengan drainase baik dapat membantu mengelola limpasan di solar farm, dan di mana diperlukan di lanskap yang lebih menantang, kontrol air hujan yang dirancang secara teknis dapat mengelola limpasan yang tidak teratasi.
“Kami sangat tertarik pada pergerakan air hujan di solar farm pada medan yang kompleks dan lereng curam,” kata Lauren McPhillips, asisten profesor di bidang teknik sipil dan lingkungan, yang kelompok risetnya melakukan studi tersebut seperti dikutip Beritalingkungan.com dari laman psu.edu (23/07/2024).
“Ada banyak kekhawatiran bahwa solar farm memakan lahan pertanian utama dengan tanah yang memiliki drainase baik dan cukup datar. Dari situs-situs tersebut, Anda memiliki kekhawatiran minimal terhadap limpasan. Kami tertarik untuk memfasilitasi penggunaan lahan marginal yang lebih menantang untuk solar farm.”ujarnya.
Dalam studi ini, peneliti utama Rouhangiz “Nasim” Yavari, kandidat doktor di Program Teknik Sumber Daya Air di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, menganalisis pola kelembapan tanah di solar farm.
Mereka mengungkap redistribusi air relatif terhadap panel surya, dengan kelembapan tanah di bawah garis tetesan — tanah tepat di bawah tepi bawah panel tempat hujan turun — 19% lebih tinggi daripada tanah di sekitarnya, dan kelembapan di tanah di bawah panel 25% lebih rendah daripada tanah di sekitarnya, rata-rata di kedua solar farm selama setahun.
Para peneliti mencatat bahwa ada periode kejenuhan dan pembangkitan limpasan lokal di garis tetesan panel selama peristiwa curah hujan lebat. Namun, ruang terbuka antara baris panel dan cekungan infiltrasi yang ada dan parit di kedua solar farm mengelola limpasan tersebut.
Pemantauan mikrometeorologi menilai proses cuaca dan iklim skala kecil yang mempengaruhi hal-hal seperti pertanian, kehutanan, dan lingkungan alami menunjukkan pengurangan evapotranspirasi, atau proses di mana air dipindahkan dari tanah ke atmosfer, di bawah panel.
Mereka juga menemukan bahwa potensi evapotranspirasi di bawah panel adalah 37% hingga 67% lebih rendah di musim panas, dengan perbedaan minimal di musim dingin.
Survei vegetasi mengungkapkan bahwa kedua solar farm dalam studi ini memiliki hampir seluruh lahan tertutup oleh vegetasi di bawah panel, yang penting untuk mendukung infiltrasi dan mengurangi erosi, kata McPhillips, yang juga merupakan anggota fakultas di Departemen Teknik Pertanian dan Biologi di College of Agricultural Sciences.
Penelitian ini adalah penilaian pertama terhadap praktik pengelolaan air hujan struktural di solar farm, dan menyediakan wawasan baru tentang fenomena hidrologi dari instalasi tersebut melalui pengukuran lapangan langsung, kata McPhillips. Studi ini memberikan beberapa interpretasi pertama tentang potensi kejenuhan dan limpasan di solar farm, khususnya di lanskap curam dan kompleks.
“Pengamatan kami mendokumentasikan perubahan yang jelas dalam pola hidrologi alami, namun juga menunjukkan bahwa ruang vegetasi yang memadai antara baris panel surya, dan dalam beberapa kasus, pengelolaan air hujan struktural, dapat mengelola perubahan ini,” katanya.
“Wawasan seperti ini, bersama dengan penyelidikan bagaimana pengelolaan lahan di solar farm dapat mempengaruhi layanan ekosistem lainnya, dapat memungkinkan kita untuk memfasilitasi transisi kritis ke energi terbarukan dengan dampak ekosistem minimal.”tuturnya.
Penelitian yang sedang berlangsung, tambah McPhillips, berfokus pada pemodelan komputer dari situs penelitian ini untuk menginformasikan desain yang sesuai dari praktik pengelolaan air hujan di solar farm.
Cibin Raj, profesor asosiasi teknik pertanian dan biologi; Jonathan Duncan, profesor asosiasi hidrologi; Margaret Hoffman, asisten profesor kontrak lanskap; dan peneliti sarjana Demetrius Zaliwciw, Katherine Chu, dan Austin Gaydos berkontribusi pada penelitian ini.
Penelitian ini didukung oleh U.S. Geological Survey melalui Pennsylvania Water Resources Research Center dan U.S. Department of Agriculture’s National Institute of Food and Agriculture. Selain itu, penelitian ini menerima pendanaan khusus dari Program Jaringan dan Inisiatif Strategis dan hibah Science to Practice dari College of Agricultural Sciences (Marwan Aziz)
