Budowa systemu i zadania

W agrowoltaice uprawy roślin sadowniczych, warzywnych lub użytki zielone są prowadzone pod panelami słonecznymi. W klimacie umiarkowanym rośliny mogą dodatkowo korzystać z ochrony, jaką dają panele – głównie przed deszczem, gradem, nadmiernym promieniowaniem i ciepłem, nadmiernym parowaniem, dzięki temu lepiej wykorzystują dostarczaną wodę.

Panele słoneczne w systemie agrowoltaicznym muszą być umieszczone w większej odległości w porównaniu do konwencjonalnych, jednofunkcyjnych systemów, w których pod panelami nie są uprawiane rośliny. Zwiększa to wprawdzie koszty budowy systemów, ale skutkuje mniejszym wzajemnym zacienieniem paneli. Podczas okresów suszy i upałów panele mogą korzystać z efektu chłodzenia przez rośliny oddające wilgoć pod nimi, co zwiększa wydajność paneli. W celu optymalnego wykorzystania systemów agrowoltaicznych należy monitorować ich wpływ na produkcję owoców, warzyw lub użytków zielonych, równocześnie oceniając wpływ na produkcję energii. Mogą być potrzebne dostosowania w uprawie i w budowie samych konstrukcji, aby realizowane cele były w pełni zoptymalizowane, ekonomicznie opłacalne zarówno dla rolnika, jak i dla firmy energetycznej.

System „2 w 1” w testach

Naukowcy z Wageningen University & Research i firma konsultingowa Renergize podjęli się zadania oceny czy możliwa jest na dużą skalę produkcja owoców równocześnie z produkcją energii. Pierwsze wnioski z badań wskazują, że jest to możliwe. Efektywność wykorzystania powierzchni jest dużo wyższa, gdy na tym samym polu odbywa się i produkcja owoców, i wytwarzanie niezbędnej energii słonecznej, niż w przypadku tylko jednego przedsięwzięcia. W przypadku agrowoltaiki panele są instalowane w pewnych odległościach, co umożliwia produkcję roślinną, ale z kolei skutkuje nieco niższym uzyskiem energii słonecznej z hektara paneli.

Dane opublikowane na stronie Uniwersytetu w Wageningen pokazują, że połączenie uprawy roślin ogrodniczych z panelami słonecznymi prowadzi do względnej całkowitej wydajności na poziomie 160%.  Badania prowadzone w południowych Niemczech pokazały wydajność połączonych systemów w zakresie od 156% do 187%. Tam jednak na polu pokrytym panelami uprawiano ziemniaki, pszenicę ozimą, selery lub trawę z koniczyną.

Naukowcy podkreślają, że lepsze efekty ekonomiczne przyniesie połączenie uprawy roślin z panelami słonecznymi w południowej Europie niż w Europie Północnej ze względu na lepsze warunki świetlne. Efekt będzie także lepszy w przypadku roślin o niskim zapotrzebowaniu na światło w porównaniu z tymi, które wymagają wyższego poziomu światła.

Naukowcy od początku prac nad nowatorskim systemem zakładali, że plony z hektara będą o 20% niższe i uzysk energii także będzie niższy przy połączeniu „truskawki” i „solarów”. To jednak jest nadal sukces podwójnego wykorzystania powierzchni gruntu, gdyż możliwe byłoby uzyskanie takich samych plonów i ilości energii słonecznej na powierzchni 1,25 ha z agrofotowoltaiką w porównaniu z 2 ha monofunkcyjnego wykorzystania tej samej powierzchni.

Naukowcy zgadzają się z opinią publiczną, że uprawa roślin pod systemami agrowoltaicznymi nie przynosi samych zalet. Oczywiście trzeba liczyć się z wyższymi kosztami stawiania takich osłon, ale w perspektywie spełniają one dwie funkcje. Panele te zabezpieczają rośliny i plon przez ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi, ale wpływają negatywnie na jego wielkość. Aby zmaksymalizować zbiory konieczne jest dopasowanie paneli do konkretnej uprawy (kwestia zacienienia), czasem może także wymagać zmiany technologii produkcji. Także różne odmiany poszczególnych gatunków różnie reagują na uprawę w warunkach ograniczonego doświetlenia. Problemem może okazać się zapylenie kwiatów i wybarwianie się owoców, co wymaga wnikliwych obserwacji. Te zadania będą realizowane w ciągu kolejnych czterech lat projektu B+R, a końcowym efektem ma być stworzenie metodyk uprawy roślin pod panelami agrowoltaicznymi.

Projekt Sunbiose jest finansowany przez niderlandzkie Ministerstwo Gospodarki i Klimatu przy współudziale szeregu firm związanych z branżą agro: Renergize Consultancy, Uniwersytet w Wageningen, TNO, ZLTO, LTO-Noord, Groenleven, Solarvation, EasyFix Solar, Brite Solar Technologies, Aurea Imaging oraz TheServiceConcept.

Na podstawie publikacji “Producing food and electricity on the same square meter. Researchers see a future for agricultural solar parks, but also challenges”