Agrofotowoltaika - boom na energię słoneczną w rolnictwie?

The oczekuje się, że w ciągu 15 lat liczba ludności na świecie wzrośnie o 1,2 miliarda, w połączeniu z rosnącym zapotrzebowaniem na mięso, jaja i nabiał, które zużywają ponad 70% świeżej wody na potrzeby upraw, oraz rosnącym zapotrzebowaniem na energię elektryczną. Nie jest już tajemnicą, że musimy dokonać drastycznej zmiany w produkcji energii, aby stać się neutralnym dla klimatu i zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych przez ludzkość. Wiele badań wykazało, że aby to osiągnąć, musimy dużo inwestować w odnawialne źródła energii, takie jak wiatr i słońce. Eksperci przewidują, że w przyszłości wzrośnie produkcja fotowoltaiki szacunkowy sześć do ośmiu razy więcej niż jest dzisiaj. Rolnictwo od wieków stanowi ważną część życia ludzkiego, dlatego istotne jest, abyśmy znaleźli sposób na utrzymanie tego stanu, jednocześnie produkując energię odnawialną.

Jednak major Problem z tradycyjnymi parkami fotowoltaicznymi jest to, że grunt pod panelami nie może być wykorzystany. Rozwiązaniem tych problemów może być agriwoltaika, która łączy rolnictwo z wytwarzaniem energii elektrycznej poprzez uprawę roli pod baldachimem paneli słonecznych.

Wchodzić systemy rolno-fotowoltaiczne (lub systemy Agri-PV). Ta technologia nam na to pozwala zainstalować ogniwa słoneczne na polu uprawnym i produkować energię elektryczną chwila umożliwiając jednocześnie wzrost roślin poniżej.

1. Co to jest AgroSolar
2. Jakie są zalety Agri-PV/AgroSolar?
3. Jakie są obecnie największe ograniczenia?

AgroSolar: Uprawiaj rośliny i wytwarzaj energię elektryczną

Agriwoltaika wykazało również, że możliwa jest uprawa prawie wszystkich roślin pod panelami słonecznymi, ale w przypadku roślin głodnych słońca może wystąpić pewna utrata plonów w mniej słonecznych porach roku. Niemniej jednak plony roślin APV przekraczały zakres referencyjny w latach „suchych i gorących”, co pokazuje, że agrowoltaika może zmienić zasady gry w gorących i suchych regionach.

Ilość doświadczenie w zakresie agrowoltaiki jest nadal dość ograniczone, ale obecnie aktywnie bada się wiele odmian agriwoltaiki. Największe sukcesy odniosły głównie rośliny tolerujące cień, takie jak sałata, szpinak, ziemniaki i pomidory. Niektóre bardzo obiecujące przykłady stanowią przekonujący argument za agriwoltaiką.

Ziemia jest wykorzystywana dwukrotnie i możemy zmaksymalizować produkcję energii. The Opracowano systemy Agri-PV na Instytut Fraunhofera, a badacze uważają, że technologia ta może pokryć całe zapotrzebowanie energetyczne Niemiec na zaledwie czterech procentach obszarów rolnych. Ten rodzaj wytwarzania energii odnawialnej został już przetestowany w firmie Steinicke zlokalizowanej w Lüchow w Dolnej Saksonii. The moduły słoneczne zostały zainstalowane na wysokości sześciu metrów i poniżej uprawiano zioła w cieniu. Jest to korzystne dla roślin, ponieważ zapewnia mikroklimat i zmniejsza szkody powstałe w wyniku oparzeń słonecznych. Instytut Fraunhofera zbudował także pole testowe z jabłoniami do pomiaru skutków zacienienia i wpływu na zbiory. Ze wstępnych ustaleń wynika, że dach fotowoltaiczny jest równy korzystne dla niektórych odmian i chroni je przed szkodnikami. Szacuje się, że technologia ta jest w stanie wygenerować ok 700 000 kilowatogodzin energii elektrycznej rocznie. AgroSolar jest pionierem tej technologii i obecnie pracuje nad kolejnymi projektami.

Długie procedury i kosztowny montaż

Jednak stoją przed wspólnym problemem problem – długotrwałe procedury. Często przejście procedury planu zagospodarowania przestrzennego ze zmianą planu zagospodarowania przestrzennego zajmuje dwa i pół roku, co może kosztują od 20 000 do 80 000 euro. To sprawia, że małym systemom trudno jest pozwolić sobie na ten proces. Aby zapewnić rolnikom i przedsiębiorcom potrzebne są dalsze zachęty inwestować w systemy Agri-PV, więc to może być potencjalnej dotacji ze strony Unii Europejskiej (zwykłe źródło ogólnounijnych dotacji rolnych). Zatwierdzanie musi być szybsze i łatwiejsze, a cyfryzacja może być pomocnym narzędziem.

Aby ludzie mogli dokonać zmiany, muszą istnieć odpowiednie warunki gospodarcze. Fotowoltaika może być pomocnym elementem w walce ze zmianami klimatycznymi. Z Systemy Agro-PV, mamy możliwość wytwarzania energii odnawialnej jednocześnie utrzymując rolnictwo, abyśmy mogli to kontynuować produkować żywność i wyżywić ludzkość. Technologia ta posiada potencjał do wytworzenia tyle energii elektrycznej, co 170 elektrowni jądrowych dostarczyć (teoretycznie), jeśli technologia miałaby zostać wdrożona na większą skalę.

Pionowo montowane dwustronne panele słoneczne, które mogą gromadzić energię słoneczną z obu stron panelu, pozwalają na zwiększenie powierzchni gruntów ornych. Tego typu instalacja sprawdzi się szczególnie dobrze na obszarach dotkniętych erozją wietrzną, ponieważ konstrukcje zmniejszają prędkość wiatru, co może pomóc chronić ziemię i uprawiane tam rośliny. Panele dwustronne mogą generować większą moc na metr kwadratowy niż tradycyjne panele jednostronne i nie wymagają żadnych ruchomych części.

Podwójne wykorzystanie gruntów: równoważenie zagrożeń i szans

Agrofotowoltaika jest stosunkowo nową technologią mogłoby to być głównym czynnikiem transformacji energetycznej. Potencjał tej technologii jest ogromny, ale są też przeszkody, które należy pokonać, aby zyskała akceptację. Aby do roku 2030 zainstalować 215 gigawatów energii fotowoltaicznej, poprawka EEG uruchomiła pewne działania. Obejmuje to premię technologiczną w wysokości 1,2 centa za kilowatogodzinę, ale eksperci twierdzą, że to może nie wystarczyć.

Holandia jest drugim co do wielkości eksporterem żywności na świecie, a firma „GroenLeven”, spółka zależna grupy BayWa z siedzibą w Monachium w Niemczech, rozpoczęła kilka projektów pilotażowych z lokalnymi plantatorami owoców. Przekształcili trzy hektary czterohektarowej farmy malin w Babberich w Holandii w farmę agrowoltaiczną o mocy 2 MW.

Rośliny malinowe uprawiano bezpośrednio pod panelami słonecznymi, które umieszczono w naprzemiennych rzędach skierowanych na wschód i zachód, maksymalizując plony słoneczne, a jednocześnie chroniąc rośliny przed wiatrem. Stwierdzono, że ilość i jakość owoców wyprodukowanych pod panelami jest taka sama lub lepsza niż owoców wyprodukowanych w tradycyjnych tunelach foliowych, a rolnik zaoszczędził wiele pracy związanej z zarządzaniem tunelami foliowymi. Kolejną istotną korzyścią było to, że pod panelami fotowoltaicznymi temperatura była o kilka stopni niższa, co uprzyjemniło pracę pracownikom gospodarstwa i zmniejszyło ilość wody do nawadniania o 50% w porównaniu z polem referencyjnym.

Zalety AgroSolaru

Eliminując konkurencję o ziemię pomiędzy uprawami spożywczymi i energetycznymi, nowa technologia umożliwia znaczny wzrost efektywności wykorzystania gruntów – obecnie do 186% (jak twierdzi AgroSolar).

Zalety systemu dualnego, jak twierdzi AgroSolar:

• Każdy system rolno-fotowoltaiczny jest konfigurowalny i elastyczny, dostosowane do wielkości powierzchni, rodzaj uprawianych roślin i warunki geologiczne.
• Rolnictwo-PV chroni uprawy i zbiory z ekstremalne warunki pogodowe, takie jak upał, susza, ulewne deszcze, grad i wiatr.
• Rolniczy maszyny o różnych rozmiarach można nadal używać jak zwykle w ramach systemów rolno-fotowoltaicznych.
• Zapotrzebowanie na wodę obszarów rolniczych może zostać zmniejszona aż do 20%i zwiększa się zdolność gleby do zatrzymywania wody.
• Węgiel–Rolnictwo: Z Agri-PV, można gromadzić kontrolowaną próchnicę, zmniejszając zapotrzebowanie na nawozy i umożliwiając magazynowanie większej ilości CO2 w glebie.
• Zastosowanie Agri-PV zwiększa plony roślin, umożliwiając osiągnięcie wyższych dochodów z działalności rolniczej.
• Elastyczny i opłacalny: Oprócz inwestycji we własny system, AgroSolar Europe oferuje również model leasingowy, dzięki czemu firma rolnicza nie ma żadnego wysiłku w zakresie instalacji i sprzedaży energii elektrycznej.

Agrivoltaics ma potencjał, aby stać się zwycięską strategią pozwalającą spełnić nasze wymagania potrzeby energetyczne i zmniejszenie zużycia wody w gorących i suchych regionach świata.

Jakie są obecnie największe ograniczenia jeśli chodzi o AgroSolar?

Chociaż Agri-PV ma wiele zalet, takich jak zapewnienie dachu nad powierzchnią i podwójne wykorzystanie ziemi, tam są niedogodności które należy rozważyć. Obejmują one wyższe koszty, potrzeba zrównoważyć produkcję rolną produkcją energii elektrycznejoraz obawy związane z ochroną gleby.

Jednakże opór społeczności wobec agrowoltaiki jest ważny do kontrolowania, zwłaszcza pseudoagriwoltaika, które są praktyką budowania dużych farm fotowoltaicznych pod przykrywką rolnictwa. Zasady, przepisy i biurokracja mogą również powstrzymywać rozwój agriwoltaiki, dlatego utrzymanie odpowiedniego wsparcia lokalnego jest niezwykle istotne. UE uważa systemy agrowoltaiczne za konstrukcje fizyczne i wymaga pozwolenia na budowę. Koszt kWh w przypadku agrowoltaiki może być o 10-20% wyższy w porównaniu z tradycyjnymi parkami fotowoltaicznymi, co rodzi pytanie, kto jest właścicielem paneli słonecznych. Bez interwencji rządu w postaci dotacji lub gwarancji cenowych agriwoltaika może nie mieć szans w porównaniu z innymi inicjatywami związanymi z energią słoneczną. Agriwoltaika może pomóc w zaopatrzeniu w żywność i przejściu na czystsze źródła energii bez poświęcania gruntów ornych, zwłaszcza jeśli uda nam się przekształcić grunty obecnie wykorzystywane pod uprawy roślin na biopaliwa w grunty przeznaczone do faktycznej produkcji żywności dla ludzi lub ponownego zalesiania.

Zapytałem też kolegę Fan AgroSolaru Łukasz na Twitterze podzielić się przemyśleniami na temat ograniczeń i oto one:

• Dobre zarządzanie odpływem wody. Np. automatyczne, czyszczone, ciężkie rynny o wystarczającej pojemności na półkach prowadzących do zbiorników magazynujących do nawadniania
• Baza danych o co rośnie jak dobrze z agrosolarny: Baza danych nie dotyczy zbytnio fizyki, ale jest ważna, ponieważ nie wszystkie rośliny rosną lepiej przy mniej ostrym słońcu. Znacznie mniej straszne dla rolników.
• Współpraca z półlokalna moc na gaz bufor składowanie rozwiązania: Uzupełniająca, technologiczna, kontenerowa instalacja zasilania na gaz, która nie jest uszczelniana powierzchniowo, może być dobrą modułowo skalowalną opcją. Za ostateczne wypchnięcie agrosolary poza to, co nazwałbym „szczytowa ujemna bariera cenowa energii słonecznej„. Bariera ta już istnieje i wkrótce może się poważnie pogorszyć.