Agri-Photovoltaic - агросолнечный бум в сельском хозяйстве?

The Ожидается, что за 15 лет население Земли вырастет на 1,2 млрд. человекВ сочетании с растущим спросом на мясо, яйца и молочные продукты, на выращивание которых расходуется более 70% пресной воды, растет и спрос на электроэнергию. Уже ни для кого не секрет, что для того, чтобы стать климатически нейтральным и сократить выбросы человечества, нам необходимо кардинально изменить подход к производству энергии. Многие исследования показали, что для этого необходимо вкладывать значительные средства в возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнце. Эксперты прогнозируют, что в будущем, производство фотоэлектрической продукции будет расти оценка шесть-восемь раз больше, чем сегодня. Сельское хозяйство было важной частью жизни человека на протяжении многих веков, и поэтому очень важно найти способ сохранить его и одновременно производить возобновляемую энергию.

Однако основные проблема традиционных солнечных парков заключается в том, что земля под панелями не может быть использована. Решением этих проблем может стать агровольтаика, сочетающая сельское хозяйство с производством электроэнергии путем выращивания сельскохозяйственных культур под навесом из солнечных панелей.

Введите агрофотоэлектрические системы (или системы Agri-PV). Эта технология позволяет нам установка солнечных батарей над сельскохозяйственным полем и производить электроэнергию в то время как также позволяет выращивать сельскохозяйственные культуры ниже.

1. Что такое AgroSolar
2. Каковы преимущества Agri-PV / AgroSolar?
3. Какие ограничения в настоящее время являются наиболее значительными?

AgroSolar: Выращивание сельскохозяйственных культур и производство электроэнергии

Agrivoltaics также показал, что под солнечными батареями можно выращивать практически все сельскохозяйственные культуры, однако в менее солнечные сезоны может наблюдаться некоторое снижение урожайности растений, требовательных к солнцу. Тем не менее, в "сухие и жаркие" годы урожайность APV-культур превышала урожайность эталонного поля, что свидетельствует о том, что агровольтаика может стать революционным решением в жарких и засушливых регионах.

Сумма опыт использования агровольтаики пока достаточно ограниченОднако в настоящее время активно ведутся исследования многих вариантов агровольтаики. Большие успехи были достигнуты в основном на теневыносливых культурах, таких как салат-латук, шпинат, картофель и томаты. Некоторые многообещающие примеры убедительно доказывают необходимость использования агровольтаики.

Земля используется дважды, и мы можем получить максимальное количество энергии. Сайт Разработаны системы Agri-PV на Институт ФраунгофераПо мнению исследователей, эта технология способна покрыть все потребности Германии в энергии, занимая всего четыре процента сельскохозяйственных площадей. Этот вид возобновляемой генерации энергии уже опробован на предприятии Steinicke, расположенном в Люхове (Нижняя Саксония). Сайт Солнечные модули были установлены на высоте шести метров и травы выращивались под в тени. Это полезно для растений, поскольку обеспечивает микроклимат и снижает вероятность солнечных ожогов. Институт Фраунгофера также построил испытательное поле с яблонями для измерения эффекта затенения и влияния на урожай. Первые результаты показывают, что фотоэлектрическая крыша даже полезен для некоторых сортов и защищает их от вредителей. По оценкам, эта технология способна генерировать около 700 000 киловатт-часов электроэнергии в год. AgroSolar является пионером этой технологии и в настоящее время работает над другими проектами.

Длительные процедуры и дорогостоящая установка

Однако они сталкиваются с общей проблемой проблема – длительные процедуры. Прохождение процедуры разработки плана развития с изменением плана землепользования часто занимает два с половиной года, что может стоимость от 20 000 до 80 000 евро. Это затрудняет доступность процесса для небольших систем. Необходимы дополнительные стимулы для фермеров и предпринимателей инвестировать в системы Agri-PV, так что это может быть потенциальное субсидирование со стороны Европейского союза (обычный источник сельскохозяйственных субсидий в масштабах ЕС). Утверждение должно быть более быстрым и простым, и цифровые технологии могут стать полезным инструментом.

Для того чтобы люди перешли на фотоэлектричество, необходимы соответствующие экономические условия, однако фотоэлектричество может стать полезным элементом в борьбе с изменением климата. На сайте Системы Agri-PV, мы имеем возможность получения возобновляемой энергии и в то же время поддерживать сельское хозяйство, чтобы мы могли продолжать производить продукты питания и кормить человечество. Данная технология имеет потенциал для производства такого же количества электроэнергии, как на 170 атомных электростанциях теоретически), если бы технология была реализована в более широком масштабе.

Вертикально установленные бифасиальные солнечные батареиВ них солнечная энергия собирается с двух сторон панели, что позволяет увеличить площадь пахотных земель. Подобные установки особенно эффективны в районах, страдающих от ветровой эрозии, поскольку такие конструкции снижают скорость ветра, что позволяет защитить землю и выращиваемые на ней культуры. Бифасиальные панели могут генерировать больше энергии на квадратный метр, чем традиционные однолицевые панели, и не требуют движущихся частей.

Двойное использование земли: Баланс рисков и возможностей

Агрофотовольтаика - относительно новая технология которая может стать одним из основных факторов энергетического перехода. Потенциал этой технологии велик, но и препятствия, которые необходимо преодолеть, чтобы она получила признание, тоже. Для того чтобы к 2030 году установить 215 гигаватт фотоэлектрических установок, поправка EEG предусматривает ряд мер. В частности, вводится технологическая надбавка в размере 1,2 цента за киловатт-час, однако, по мнению экспертов, этого может оказаться недостаточно.

Нидерланды является вторым по величине экспортером продуктов питания в мире, и компания "GroenLeven", дочернее предприятие группы BayWa со штаб-квартирой в Мюнхене (Германия), начала несколько пилотных проектов с местными фермерами. Три гектара из четырех гектаров малиновой фермы в Бабберихе (Нидерланды) они превратили в агроэлектрическую ферму мощностью 2 МВт.

Растения малины плоды выращивались непосредственно под солнечными панелями, которые располагались попеременно в рядах, обращенных на восток и запад, что позволило максимально увеличить солнечную отдачу и одновременно защитить растения от ветра. Количество и качество плодов, выращенных под панелями, оказалось таким же или даже лучше, чем в традиционных пластиковых туннелях, и фермеру удалось сэкономить много работы, связанной с управлением пластиковыми туннелями. Еще одним существенным преимуществом стало то, что температура под солнечными панелями была на несколько градусов ниже, что сделало ее более приятной для работников фермы и позволило сократить количество оросительной воды на 50% по сравнению с контрольным полем.

Преимущества AgroSolar

Устраняя конкуренцию за землю между продовольственными и энергетическими культурами, новая технология позволяет значительно повысить эффективность использования земли. в настоящее время до 186% (как утверждает компания AgroSolar).

Преимущества двойной системы, заявленной компанией AgroSolar:

Каждая система Agri-Photovoltaic представляет собой настраиваемый и гибкость, с учетом размеров территории, тип выращиваемых культур и геологические условия.
Agri-PV защищает культуры и собирает урожай с экстремальные погодные условия, такие как жара, засуха, проливные дожди, град и ветер.
Сельское хозяйство машины различных размеров можно использовать как обычно в рамках агрофотоэлектрических систем.
Требования к воде сельскохозяйственных территорий может снижается до 20%, и водоудерживающая способность почвы увеличивается.
Углерод–Фермерство: С Agri-PV, возможно образование контролируемого гумусаЭто снижает потребность в удобрениях и позволяет накапливать в почве больше CO2.
Использование Agri-PV повышает урожайность сельскохозяйственных культурЭто позволяет повысить доходы сельскохозяйственного бизнеса.
Гибкость и прибыльность: Помимо инвестиций в собственную систему, AgroSolar Europe предлагает также модель лизинга, так что сельскохозяйственному бизнесу не приходится тратиться на установку и продажу электроэнергии.

Агровольтаика может стать выигрышной стратегией для удовлетворения наших энергетические потребности и снижение потребления воды в жарких и засушливых регионах мира.

Какие ограничения существуют в настоящее время для AgroSolar?

Хотя Agri-PV имеет много преимуществ, таких как обеспечение крыши над территорией и двойное использование земли, есть недостатки которые необходимо учитывать. К ним относятся более высокие затраты, необходимость сбалансировать сельскохозяйственное производство с производством электроэнергии, и проблемы охраны почв.

Однако сопротивление населения против агровольтаики важно контролировать, особенно псевдоагривольтаики, которые представляют собой практику строительства крупных солнечных электростанций под видом сельскохозяйственных. Правила, нормы и бюрократия также могут сдерживать развитие агровольтаики, поэтому очень важно обеспечить надлежащую поддержку на местах. В ЕС агроэлектрические системы считаются физическими сооружениями и требуют разрешения на строительство. Стоимость одного кВт-ч для агровольтаики может быть на 10-20% выше по сравнению с традиционными солнечными парками, что поднимает вопрос о том, кому принадлежат солнечные панели. Без вмешательства государства в виде субсидий или ценовых гарантий у агровольтаики может не оказаться шансов против других солнечных инициатив. Агровольтаика может помочь в обеспечении продовольствием и переходе на более чистые источники энергии без ущерба для пахотных земель, особенно если мы сможем перевести земли, которые в настоящее время используются для выращивания биотопливных культур, в земли для производства продуктов питания или восстановления лесов.

Я также обратился к коллегам AgroSolar fan Lukas on twitter поделиться некоторыми соображениями по поводу ограничений, и вот мы здесь:

Эффективное управление водными стоками. Например, автоматически очищаемые при сильном ливне водостоки достаточной емкости на карнизах, ведущие к накопителям для орошения
База данных о сайте что растет, насколько хорошо с agrosolar: БД - вещь мало связанная с физикой, но важная, так как не все культуры растут лучше при менее жестком солнце. Это гораздо менее страшно для фермеров.
Сотрудничество с полупроводниковое питание на газе буфер хранение решения: Хорошим модульно масштабируемым вариантом может стать дополнительная технология контейнерного преобразования энергии в газ без поверхностного уплотнения. В конечном счете, для продвижения агросолнца за пределы того, что я бы назвал "пик солнечной активности отрицательный ценовой барьер на электроэнергию". Этот барьер уже немного присутствует и в ближайшее время может сильно обостриться.