Agri-Photovoltaic – בום AgroSolar בחקלאות?

ה אוכלוסיית העולם צפויה לגדול ב-1.2 מיליארד בני אדם ב-15 שנים, יחד עם ביקוש הולך וגובר לבשר, ביצים ומוצרי חלב, המשתמשת ביותר מ-70% של מים מתוקים לגידולים, והביקוש הגובר לחשמל. זה כבר לא סוד שאנחנו צריכים לעשות שינוי דרסטי בייצור האנרגיה כדי להפוך לנייטרלי אקלים ולהפחית את פליטות האנושות. מחקרים רבים הראו שכדי להשיג זאת, עלינו להשקיע רבות במקורות אנרגיה מתחדשים כמו רוח ושמש. מומחים צופים כי בעתיד, ייצור הפוטו-וולטאים יגדל מוערך שש עד שמונה פעמים יותר ממה שהוא היום. חקלאות הייתה חלק חשוב מחיי האדם במשך מאות שנים, וככזו, חיוני שנמצא דרך לשמור על זה תוך הפקת אנרגיה מתחדשת.

עם זאת, הרס"ן בעיה עם פארקים סולאריים מסורתיים הוא שלא ניתן להשתמש בקרקע שמתחת לפנלים. Agrivoltaics, המשלבת חקלאות עם ייצור חשמל על ידי חקלאות מתחת לחופה של פאנלים סולאריים, יכולה להיות הפתרון לבעיות אלו.

להיכנס מערכות אגרי-פוטו-וולטאיות (או מערכות Agri-PV). הטכנולוגיה הזו מאפשרת לנו התקנת תאים סולאריים מעל שדה חקלאי ו לייצר חשמל בזמן גם מאפשר לגידולים לגדול לְהַלָן.

1. מה זה AgroSolar
2. מהם היתרונות של Agri-PV / AgroSolar?
3. מהם האילוצים הגדולים ביותר כיום?

AgroSolar: לגדל יבולים ולהפיק חשמל

Agrivoltaics הראה גם שניתן לטפח כמעט את כל היבולים תחת פאנלים סולאריים, אך ייתכן שיש אובדן יבול מסוים בעונות הפחות שטופות שמש עבור צמחים רעבים לשמש. אף על פי כן, התשואות של יבולי APV עלו על שדה הייחוס במהלך שנים 'יבשות וחמות', מה שהוכיח כי אגרי-וולטאיקה יכולה להיות מחליף משחק באזורים חמים וצחיחים.

הסכום של הניסיון עם agrivoltaics עדיין מוגבל למדי, אבל ישנן וריאציות רבות של אגריוולטאיקה הנמצאת כעת במחקר פעיל. ההצלחות הגדולות היו בעיקר עם גידולים עמידים לצל כמו חסה, תרד, תפוחי אדמה ועגבניות. כמה דוגמאות סופר מבטיחות מהוות נימוק משכנע עבור אגריוולטאיקה.

הקרקע מנוצלת פעמיים ואנחנו יכולים למקסם את תפוקת האנרגיה. ה פותחו מערכות Agri-PV ב מכון פראונהופר, וחוקרים מאמינים שלטכנולוגיה זו יש פוטנציאל לכסות את כל צורכי האנרגיה של גרמניה עם ארבעה אחוזים בלבד מהשטח החקלאי. סוג זה של ייצור אנרגיה מתחדשת כבר נבדק בחברת Steinicke הממוקמת ב Lüchow, סקסוניה התחתונה. ה מודולים סולאריים הותקנו בגובה של שישה מטרים ו עשבי תיבול גודלו למטה בצל. זה מועיל לצמחים מכיוון שהוא מספק מיקרו אקלים ומפחית נזקי כוויות שמש. מכון פראונהופר בנה גם א שדה בדיקה עם עצי תפוח למדוד את השפעות ההצללה וההשפעה על הקציר. ממצאים ראשוניים מראים שהגג הפוטו-וולטאי אחיד מועיל לזנים מסוימים ומגן עליהם מפני מזיקים. טכנולוגיה זו מוערכת להיות מסוגלת לייצר מסביב 700,000 קילוואט שעות חשמל בשנה. AgroSolar היא חלוצה של טכנולוגיה זו ועובדת כעת על פרויקטים נוספים.

הליכים ארוכים והתקנה יקרה

עם זאת, הם עומדים בפני משותף בְּעָיָה – הליכים ארוכים. לרוב לוקח שנתיים וחצי לעבור את הליך תכנית הפיתוח עם שינוי בתכנית ייעודי הקרקע, מה שיכול עלות בין 20,000 ל-80,000 יורו. זה מקשה על מערכות קטנות להרשות לעצמן את התהליך. דרושים יותר תמריצים על מנת לחקלאים וליזמים להשקיע במערכות Agri-PV, אז זה יכול להיות א סובסידיה פוטנציאלית על ידי האיחוד האירופי (המקור הרגיל של סובסידיות חקלאות בכל האיחוד האירופי). האישור צריך להיות מהיר וקל יותר, ודיגיטציה יכולה להיות כלי מועיל.

התנאים הכלכליים צריכים להיות נכונים כדי שאנשים יבצעו את המעבר, פוטו-וולטאים יכולים להיות מרכיב מועיל במאבק בשינויי האקלים. עם מערכות Agri-PV, יש לנו את ה הזדמנות לייצר אנרגיה מתחדשת תוך שמירה על החקלאות כדי שנוכל להמשיך בכך לייצר מזון ולהאכיל את האנושות. לטכנולוגיה הזו יש את פוטנציאל לייצר חשמל כמו 170 תחנות כוח גרעיניות לספק (תיאורטית), אם הטכנולוגיה הייתה מיושמת בקנה מידה גדול יותר.

פאנלים סולאריים דו-פנים מוצבים אנכית, אשר יכול לאסוף אנרגיית שמש משני צידי הפאנל, משמשים כדי לאפשר אדמה ראויה יותר לעיבוד. סוג זה של התקנה יעבוד טוב במיוחד באזורים הסובלים משחיקת רוח, מכיוון שהמבנים מפחיתים את מהירויות הרוח שיכולות לסייע בהגנה על האדמה והיבולים הגדלים שם. הלוחות הדו-פנים יכולים לייצר יותר כוח למ"ר מאשר לוחות חד-צדדיים מסורתיים ואינם דורשים חלקים נעים.

שימוש כפול בקרקע: איזון סיכונים והזדמנויות

אגרי-פוטו-וולטאיקה היא טכנולוגיה חדשה יחסית זה יכול להיות גורם מרכזי במעבר האנרגיה. הפוטנציאל של הטכנולוגיה הזו הוא גדול, אבל גם המכשולים שצריך לפנות כדי שהיא תקבל קבלה. כדי להתקין 215 ג'יגה וואט של PV עד שנת 2030, תיקון ה-EEG הניע כמה דברים. זה כולל פרמיה טכנולוגית של 1.2 סנט לקילו-ואט שעה, אך מומחים טוענים כי ייתכן שזה לא מספיק.

הולנד היא היצואנית השנייה בגודלה של מזון בעולם וחברה בשם "GroenLeven", חברה בת של קבוצת BayWa שבסיסה במינכן, גרמניה, החלה בכמה פרויקטי פיילוט עם חקלאי פירות מקומיים. הם הסבו שלושה דונם של חוות פטל בשטח של ארבעה דונם בבאבריך, הולנד, לחווה חקלאית של 2 מגה-וואט.

צמחי הפטל גודלו ישירות מתחת לפאנלים הסולאריים, שהוצבו בשורות מתחלפות הפונות למזרח ומערב, תוך מיקסום תפוקת השמש תוך הגנה על הצמחים מפני רוחות. כמות ואיכות הפירות שהופקו מתחת ללוחות נמצאו זהות או טובות יותר מהפרי שהופק מתחת למנהרות פלסטיק מסורתיות, והחקלאי חסך עבודה רבה מניהול מנהרות הפלסטיק. יתרון משמעותי נוסף היה שהטמפרטורה הייתה קרירה בכמה מעלות מתחת לפאנלים הסולאריים, מה שהופך אותה לנעימה יותר לעובדי החווה ומפחיתה את כמות מי ההשקיה ב-50% בהשוואה לשדה הייחוס.

היתרונות של AgroSolar

על ידי ביטול התחרות על הקרקע בין גידולי מזון ואנרגיה, הטכנולוגיה החדשה מאפשרת שיפור משמעותי ביעילות השימוש בקרקע - כרגע עד 186% (כפי שנטען על ידי AgroSolar).

יתרונות של המערכת הכפולה כפי שנטען על ידי AgroSolar:

• כל מערכת Agri-Photovoltaic היא ניתן להתאמה אישית וגמיש, מותאם לגודל השטח, סוג הגידולים הגדלים והתנאים הגיאולוגיים.
• Agri-PV מגן יבולים וקוצרים מ מזג אוויר קיצוני כמו חום, בצורת, גשמים עזים, ברד ורוח.
• חַקלָאִי מכונות בגדלים שונים עדיין ניתן להשתמש כרגיל תחת המערכות Agri-Photovoltaic.
• דרישות מים מהשטחים החקלאיים יכולים להיות מופחת עד 20%, ויכולת אצירת המים של הקרקע מוגברת.
• פַּחמָן–חַקלָאוּת: עם Agri-PV, ניתן לבנות חומוס מבוקר, הפחתת הצורך בדשנים ומאפשרת לאגור יותר CO2 באדמה.
• השימוש ב-Agri-PV מגביר את יבול היבול, המאפשר הכנסה גבוהה יותר לעסק החקלאי.
• גמיש ורווחי: בנוסף להשקעה במערכת משלה, AgroSolar Europe מציעה גם מודל ליסינג, כך שלעסק החקלאי אין מאמץ בהתקנה ומכירה של חשמל.

ל- Agrivoltaics יש פוטנציאל להיות אסטרטגיה מנצחת לעמידה שלנו צרכי אנרגיה ו הפחתת צריכת המים באזורים חמים וצחיחים בעולם.

מהם האילוצים הגדולים ביותר כיום כשמדובר ב-AgroSolar?

בעוד ל-Agri-PV יש יתרונות רבים, כמו מתן גג על שטח ו שימוש כפול בקרקע, יש חסרונות שצריך לקחת בחשבון. אלו כוללים עלויות גבוהות יותר, הצורך ל איזון בין ייצור חקלאי לייצור חשמל, ו חששות להגנת הקרקע.

עם זאת, חשוב לשלוט בהתנגדות הקהילה נגד אגרי-וולטאים, במיוחד פסאודו-אגריווולטאיים, שהם נוהג של בניית חוות סולאריות גדולות במסווה של חקלאות. כללים, תקנות וביורוקרטיה יכולים גם לעכב את החקלאות, וזה חיוני לשמור על תמיכה מקומית נאותה. האיחוד האירופי רואה במערכות חקלאיות מבנים פיזיים ודורש היתר בנייה. העלות לקוט"ש עבור אגריוולטאיקה יכולה להיות גבוהה ב-10-20% בהשוואה לפארקים סולאריים מסורתיים, מה שמעלה את השאלה מי הבעלים של הפאנלים הסולאריים. ללא התערבות ממשלתית באמצעות סובסידיות או ערבויות למחיר, ייתכן שלא תהיה לאגריוולטאיקה סיכוי מול יוזמות סולאריות אחרות. ל- Agrivoltaics יש פוטנציאל לסייע באספקת המזון שלנו ובמעבר למקורות אנרגיה נקיים יותר מבלי להקריב אדמה ניתנת לעיבוד, במיוחד אם נוכל להמיר אדמה המשמשת כיום לגידול גידולי דלק ביולוגי לאדמות לייצור מזון אנושי או ייעור מחדש.

שאלתי גם בחור מעריץ AgroSolar Lukas בטוויטר לחלוק כמה מחשבות על אילוצים, והנה אנחנו:

• ניהול טוב של נגר מים. למשל מרזבים כבדים הניתנים לניקוי אוטומטית בכמות מספקת בשוליים המובילים למיכלי אחסון להשקיה
• מאגר מידע על אודות מה צומח כמה טוב עם agrosolar: עניין מסד הנתונים אינו עוסק הרבה בפיזיקה, אבל הוא חשוב מכיוון שלא כל הגידולים גדלים טוב יותר עם שמש פחות קשה. הרבה פחות מפחיד את החקלאים.
• שיתופי פעולה עם חשמל חצי מקומי לגז בַּלָם אִחסוּן פתרונות: טכנולוגיה משלימה שאינה משטחית איטום מיכלי חשמל לגז עשויה להיות אפשרות טובה להרחבה מודולרית. על שדחף בסופו של דבר את האגרוסולאר מעבר למה שהייתי מכנה "שיא מחסום מחיר חשמל סולארי שלילי". המחסום הזה כבר קיים מעט ועלול להחמיר מאוד בקרוב.