|

Agrofotowoltaika – najnowsze badania i technologie

Agrofotowoltaika  (APV) to podwójne wykorzystanie gruntów poprzez połączenie produkcji rolnej i systemów fotowoltaicznych (PV). Polega to na zainstalowaniu paneli słonecznych na gruntach rolnych przeznaczonych pod uprawę i hodowlę zwierząt.

Takie rozwiązanie może umożliwić uprawom, jak i systemom fotowoltaicznym czerpanie korzyści z tej synergii.  Cień rzucany przez moduły fotowoltaiczne może zmniejszyć zapotrzebowanie na nawadnianie ze względu na zmieniony mikroklimat pod nimi i poprawia warunki glebowe. Dodatkowo panele słoneczne mogą być również wykorzystywane do zbierania wody deszczowej, która może być następnie wykorzystywana do nawadniania, zwłaszcza na suchych terenach.  


Naukowcy z Wydziału Mechaniki i Inżynierii Produkcji, iClimate, na Uniwersytecie w Aarhus, Aarhus w Danii przeanalizowali trzy różne konfiguracje rolne:

  • statyczną z optymalnym nachyleniem 
  • jednoosiową z poziomym śledzeniem 
  • pionowo zamontowaną dwupłaszczyznową

Opracowano model do obliczania strat związanych z zacienieniem paneli fotowoltaicznych wraz ze zmniejszonym napromieniowaniem słonecznym docierającym do obszaru pod nimi dla różnych gęstości mocy paneli.Naukowcy zbadali kompromisy, w pierwszej fazie wykorzystując lokalizację w Danii jako studium przypadku, a następnie rozszerzili, analizę na resztę Europy.

Zgodnie z oczekiwaniami, śledzenie osi zapewnia wyższy uzysk energii elektrycznej dzięki równomiernemu napromieniowaniu ziemi, ale biorąc pod uwagę dzienne modele wytwarzania energii w różnych konfiguracjach, ten pionowy dwustronny daje wyższy uzysk energii elektrycznej ważony ceną dla niektórych krajów.

Obszary kwalifikujące się do wdrożenia rozwiązań agrofotowoltaicznych  w Europie są określane przy użyciu bazy danych Corine Land Cover i przy zastosowaniu ograniczeń, takich jak odległość od lasów, osiedli i dróg, przy jednoczesnym zapewnieniu, że obszar znajduje się na gruntach, które są już wykorzystywane do celów rolniczych. Analiza ta pokazuje, że kwalifikujący się obszar jest rozmieszczony dość nierównomiernie w całej Europie, przy czym niektóre kraje (np. Norwegia) mają zaledwie 1% całkowitej powierzchni nadającej się do wdrożenia agrofotowoltaiki, podczas gdy w innych odsetek ten wynosi aż 53% (np. Dania).


Ochrona gruntów rolnych, zrównoważony wzrost plonów i adaptacja do zmian klimatu są najważniejszymi wyzwaniami dla współczesnego rolnictwa. W niektórych przypadkach połączenie produkcji rolnej z systemami fotowoltaicznymi może stanowić strategię mającą na celu sprostanie tym wyzwaniom i może przynieść wzajemne korzyści, nie tylko z produkcji energii elektrycznej, ale nawet poprawy jakości niektórych upraw.

Pełna treść badania [strona w języku angielskim]