PARTNER PORTALU
Agrofotowoltaika, czyli udana synergia fotowoltaiki z uprawą rolną

Agrofotowoltaika, czyli udana synergia fotowoltaiki z uprawą rolną

Autor: Radosław Zieniewicz
08 sie 2019 17:00

Podwójne wykorzystanie gruntów do pozyskiwania energii elektrycznej z energii słonecznej i rolnictwa jest opłacalne. Na 1/3 hektarowej powierzchni uprawnej w pobliżu Jeziora Bodeńskiego w Niemczech moduły fotowoltaiczne o łącznej mocy 194 kW zostały zainstalowane na 5-metrowej konstrukcji. Wyniki z 2017 r. wykazały wydajność wykorzystania terenu na poziomie 160%, co zostało potwierdzone przez konsorcjum projektowe pod kierownictwem Instytutu Fraunhofera ds. wydajności systemu agrofotowoltaicznego. Gorące lato z 2018 roku pozwoliło znacznie przekroczyć tę wartość.

Oprócz rozwoju portfolio, plonów i jakości, naukowcy z Uniwersytetu w Hohenheim zebrali dane na temat warunków klimatycznych pod systemem z półprzezroczystymi modułami słonecznymi APV, a także z sąsiedniego pola referencyjnego. Promieniowanie słoneczne pod systemem APV było o około 30 procent mniejsze niż w polu referencyjnym. Oprócz ilości promieniowania słonecznego, system APV wpływa na rozkład opadów atmosferycznych i temperaturę gleby.

Wiosną i latem temperatura gleby w systemie APV była niższa niż w polu bez systemu APV; temperatura powietrza była identyczna. W gorące, suche lato 2018 r. wilgotność gleby w uprawie pszenicy była wyższa niż na polu referencyjnym bez instalacji APV, natomiast w miesiącach zimowych była niższa niż w przypadku innych upraw.

Możemy założyć, że cień pod półprzezroczystymi modułami słonecznymi pozwolił roślinom lepiej znosić gorące i suche warunki 2018 roku – mówi naukowiec rolny Andrea Ehmann.

– Wynik ten pokazuje potencjał wykorzystania systemy APV w regionach suchych, ale także konieczność przeprowadzenia dalszych prób w innych regionach klimatycznych i z innymi rodzajami upraw – dodaje jej kolega Axel Weselek.

Słoneczny efekt synergii dla rolnictwa

W 2018 r. promieniowanie słoneczne wynosiło 1319,7 kilowatogodzin na m2, co stanowi wzrost o 8,4 procent w porównaniu z rokiem poprzednim. Wydajność energetyczna układu APV wzrosła o dwa procent do 249,857 kWh, co odpowiada wyjątkowo dobrej wartości wydajności jednostkowej 1285,3 kWh/kWp.

Koszty produkcji energii elektrycznej w systemie APV są dziś konkurencyjne w porównaniu do kosztów produkcji związanej z wykorzystaniem małego systemu dachowego PV. Naukowcy przewidują dalsze redukcje kosztów, dzięki korzyściom skali i efektom uczenia się i doskonalenia systemu APV.

Efektywność użytkowania 1 hektara gruntów z systemem APV wynosi 186 procent. Fot. Fraunhofer ISE
Efektywność użytkowania 1 hektara gruntów z systemem APV wynosi 186 procent. Fot. Fraunhofer ISE

Jeśli energia elektryczna jest przechowywana i wykorzystywana na miejscu, tak jak w gospodarstwie rolnym w Heggelbach, powstają dodatkowe źródła dochodów dzięki efektom synergii. 

Agrofotowoltaika może stanowić odpowiedź na problem, jak połączyć produkcję żywności z ekologicznym wytwarzaniem energii elektrycznej. Z technicznego punktu widzenia, rolnicy mogą "zbierać" obie te rzeczy. Dzięki podwójnemu wykorzystaniu gruntów ornych, główne zadanie produkcji żywności jest realizowane. Dodatkowa produkcja energii elektrycznej z energii słonecznej przyczynia się do zwiększenia mobilności elektrycznej i służy ochronie klimatu – mówi Stephan Schindele z instytutu Fraunhofer ISE.

Potencjał rozwojowy dla suchych regionów

Wyniki z lata 2018 roku pokazują ogromny potencjał agrofotowoltaiki i  półprzezroczystych modułów fotowoltaicznych APV, jeżeli wykorzystamy w suchych strefach klimatycznych. Uprawy i zwierzęta hodowlane mogą korzystać z cienia, jaki daje konstrukcja APV wykorzystująca półprzezroczyste moduły fotowoltaiczne.

Instytut naukowy Fraunhofer ISE pracuje już nad kilkoma projektami mającymi na celu transfer tej technologii do krajów progowych i rozwijających się, jak również do nowych zastosowań. Pilotażowe badanie przeprowadzone przez Fraunhofer ISE dla indyjskiego stanu Maharashtra wykazało, że efekty zacienienia i mniejsze odparowywanie wody skutkują nawet o 40 procent wyższymi plonami pomidorów i upraw bawełny.

W niektórych przypadkach wykazaliśmy prawie dwukrotnie większą efektywność użytkowania gruntów w regionie z wykorzystaniem systemu APV – mówi Max Trommsdorff z Fraunhofer ISE, kierownik projektu w ramach prowadzonych badań APV-RESOLA.

W projekcie "Agrofotowoltaika – Efektywne gospodarowanie gruntami (APV-RESOLA)" w ramach unijnego programu Horizon 2020 badacze Fraunhofer współpracują z partnerami z Algierii w celu zbadania wpływu systemów APV na bilans wodny. Poza mniejszym odparowywaniem i niższymi temperaturami, ważną rolę odgrywa również zbieranie wody deszczowej za pomocą modułów fotowoltaicznych. 

O rozwoju nowoczesnych systemów fotowoltaicznych oraz o optymalizacji sprawności pracy modułów fotowoltaicznych będą rozmawiali eksperci podczas nowego eventu Grupy PTWP - 4 Buildings (15-17 listopada 2019 r., Katowice)!

ZAREZERWUJ TERMIN NA 4BUILDINGS: 15-17 LISTOPADA 2019 r., MIĘDZYNARODOWE CENTRUM KONGRESOWE W KATOWICACH WWW.4BUILDINGS.PL

Komentarze

Zaloguj się

Zobacz także