Agrofotowoltaika. Odpowiedź na rosnące ceny energii i coraz większe upały
Agrofotowoltaika (APV). Takim terminem niemiecki instytut Fraunhofer ISE określa jednoczesne wykorzystanie ziemi pod uprawy rolne i do produkcji energii słonecznej. Federalny instytut podsumował korzyści, pokazując dotychczasowe efekty upraw i produkcji energii po 2 latach od uruchomienia pilotażowej instalacji APV.
Niemiecki instytut sprawdził korzyści z wykorzystania „agrofotowoltaiki” w pilotażowym projekcie zrealizowanym w jednym z gospodarstw rolnych nad Jeziorem Bodeński, gdzie na terenie trzech hektarów, zajętym pod uprawy rolne, zamontowano moduły fotowoltaiczne.
W projekcie wykorzystano instalację fotowoltaiczną o mocy 194 kW, która jest w stanie wyprodukować w skali roku energię odpowiadającą zapotrzebowaniu 62 czteroosobowych, niemieckich gospodarstw domowych.
Wykorzystano zainstalowane na 5-metrowych konstrukcjach moduły dwustronne, w przypadku których, zdaniem ekspertów niemieckiego instytutu, przy sprzyjających warunkach, np. przy występowaniu pokrywy śnieżnej, możliwe jest zwiększenie uzysków energii nawet o 25 proc. w porównaniu do tradycyjnych modułów.
Jak wykorzystano wyprodukowaną energię? Fraunhofer informował na początku 2017 roku, że do tamtego czasu zużyto energię z PV w 40-procentach do naładowania pojazdów i urządzeń elektrycznych oraz zasilenia procesu przetwarzania zbiorów. Nadwyżka energii była sprzedawana do lokalnego operatora Elektrizitätswerke Schönau, który w swoim miksie energii bazuje w 100-procentach na źródłach odnawialnych.
Jak zacienienie pola przez panele fotowoltaiczne wpłynęło na efektywność produkcji rolnej? Po pierwszym roku zbiory koniczyny z terenu, na którym umieszczono panele fotowoltaiczne, były mniejsze niż z analogicznego terenu niezasłoniętego przez panele, ale tylko o 5,3 proc. Wyższe straty na poziomie 18-19 proc. odnotowano natomiast w przypadku zbioru pomidorów, pszenicy i selera.
Teraz Fraununhofer ISE podzielił się efektami pracy nietypowej elektrowni fotowoltaicznej zainstalowanej na polach nad Jeziorem Bodeńskim po drugim roku jej funkcjonowania.
Do osiągnięcia w 2018 roku lepszych wyników niż w 2017 r. przyczyniło się gorące lato.
W 2018 roku nasłonecznienie w badanej lokalizacji wyniosło 1319,7 kWh/m2 i było wyższe o 8,4 proc. niż odnotowane w roku 2017.
Cała instalacja PV wytworzyła o 2 proc. więcej energii, uzyskując w sumie w skali roku 249,85 MWh. Uzysk energii w przeliczeniu na zainstalowany 1 kWp wyniósł 1285,3 kWh.
Panele fotowoltaiczne produkując więcej energii, zacieniały jednocześnie pola uprawne, zwiększając efektywność produkcji rolnej i ubiegłoroczne zbiory w przypadku trzech z czterech rodzajów upraw.
Najlepszy wynik osiągnięto w przypadku upraw selera, którego ubiegłoroczne zbiory były wyższe o 12 proc. w porównaniu do zbiorów z referencyjnej uprawy. Zbiory pszenicy ozimej były wyższe o 3 proc., natomiast zbiory koniczyny były niższe o 8 proc.
W przypadku upraw ziemniaków, nad którymi zainstalowano pilotażowy system fotowoltaiczny, Fraunhofer ISE podaje, że efektywność wykorzystania gruntów miała wzrosnąć o 186 proc. – 103 proc. przypadło na ziemniaki i 83 proc. na produkcję energii – w porównaniu do zajęcia takiej samej powierzchni wyłącznie pod uprawę ziemniaków lub wyłącznie pod tradycyjny, gruntowy system fotowoltaiczny.
Nasłonecznienie gruntów, które znalazły się pod systemem fotowoltaicznym, spadło średnio o 30 proc. w porównaniu do nasłonecznienia niezacienionych gruntów.
Przy tym w pierwszym przypadku odnotowano wyższą wilgotność gleb w czasie ubiegłorocznych upałów. – Możemy przyjąć, że cień pod częściowo transparentną instalacją fotowoltaiczną pozwolił roślinom lepiej przetrwać gorące i suche ubiegłoroczne lato – komentuje Adnrea Ehmann z uniwersytetu w Hohenheim.
Fraunhofer ISE zaznacza przy tym, że koszty produkcji energii z instalacji APV są porównywalne z kosztami tradycyjnego, dachowego systemu PV, a istnieje jeszcze szansa na obniżenia kosztów APV dzięki efektowi skali.
Niemiecki instytut podkreśla przy tym dodatkowe źródła przychodów, które rolnicy mogą uzyskać sprzedając energię elektryczną. Do tego fotowoltaika może obniżyć koszty produkcji rolnej.
Fraunhofer wskazuje przy tym na wprowadzanie na rynek traktorów z napędami elektrycznymi, które oferuje już m.in. John Deere i które mogą być zasilane energią z fotowoltaiki.
Niemcy maja już pracować nad optymalizacją technologii APV, aby wykorzystać ją w krajach, w których barierą w rozwoju rolnictwa są susze i upały.
Fraunhofer ISE przeprowadził już zresztą podobne badania w indyjskim stanie Maharashtra, w wyniku których stwierdzono, dzięki zacienieniu i utrzymaniu większej wilgotności gleb, zwiększenie upraw pomidorów i bawełny aż o około 40 procent, a w w określonych przypadkach efektywność wykorzystania gruntów miała być niemal dwukrotnie wyższa niż w przypadku wykorzystania danego terenu wyłącznie pod uprawy lub wyłącznie pod produkcję energii słonecznej.
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o
