Będziesz czytać:
Czym jest agrowłóknina?
Ile jest rodzajów agrowiatraków?
Jakie są korzyści z agrivoltaiki?
Udane wdrożenia agrivoltaics
Wady agrowiatraków?
Zbadamy wiele odmian agrivoltaiki, korzyści i inspirujących wdrożeń. Agrivoltaics, jak każde przedsięwzięcie transformacyjne, wiąże się z wyzwaniami, które należy wziąć pod uwagę. Dowiemy się, jak ta wyjątkowa technika może zmienić nasze rolnicze i energetyczne krajobrazy, badając obietnice i wady.
Czym jest agrowoltaika?
Szybko rozwijająca się i bardzo obiecująca koncepcja agrowoltaiki odnosi się do wspólnego zagospodarowania tego samego obszaru na potrzeby fotowoltaiki i rolnictwa, umożliwiając współistnienie dwóch kluczowych gałęzi przemysłu. Na całym świecie powstały już różne odmiany agrowoltaiki, a w ostatnich latach pojawiło się wiele nowych sposobów, które będą kluczowymi elementami transformacji energetycznej i klimatycznej.
Ile jest rodzajów agrowiatraków?
Istnieją trzy podstawowe rodzaje agrivoltaiki, w tym stałe panele słoneczne nad uprawami, panele słoneczne na wysokości, szklarnie słoneczne. Oprócz tego naukowcy opracowali również inne złożone typy, takie jak systemy zintegrowane i dynamiczna agrivoltaika. Wszystkie te odmiany mają różne czynniki, które są wykorzystywane do maksymalizacji ilości energii słonecznej pochłanianej zarówno przez panele, jak i uprawy. Kąt nachylenia paneli słonecznych jest najważniejszą zmienną w systemach agrivoltaicznych. Innymi czynnikami branymi pod uwagę przy określaniu umiejscowienia systemu agrivoltaicznego są zebrane uprawy, wysokość paneli, nasłonecznienie i lokalny klimat.
1.Stałe panele słoneczne nad uprawami
Większość konwencjonalnych systemów agrowoltaicznych składa się z paneli słonecznych zainstalowanych na stałe na polach uprawnych lub pomiędzy nimi. Zmiana gęstości paneli słonecznych lub kąta ich nachylenia może poprawić wydajność instalacji.
Stała instalacja paneli słonecznych jest najczęstszą metodą wdrażania agrowoltaiki w projektach na dużą skalę (> 5 MW). Ten rodzaj agrowiatraków poprawia dobrostan zwierząt, zapewniając łatwy dostęp do cienia, a także pozwala na uprawę trwałej roślinności i użytków zielonych między i pod panelami słonecznymi, które można wykorzystać do wypasu.
Dostosowując ilość światła i cienia, które otrzymują uprawy poniżej, struktury śledzące energię słoneczną tworzą bardziej stabilny system rolniczy i energetyczny. Ponadto umożliwiają one ochronę upraw przed trudnymi warunkami pogodowymi, zwiększając ich wzrost.
2. panele słoneczne na wyższym poziomie
Panele słoneczne w tym zastosowaniu agrowoltaicznym są wyniesione na większą wysokość niż zwykle. Zwiększa to wysokość nad ziemią (często od 2,5 m do 5 m, w zależności od celów i wymagań projektu). Toruje to drogę do poprawy plonów na obszarach takich jak sady i winnice.
Pomiędzy panelami słonecznymi może być wystarczająco dużo miejsca, aby światło docierało do upraw i roślin, promując zdrowy wzrost. Ponadto panele te mogą być podnoszone lub opuszczane w zależności od wymagań projektu, umożliwiając przejście sprzętu do zbioru, ludzi i innych przedmiotów.
3. szklarnie słoneczne
4. systemy zintegrowane
Naukowcy z Arabii Saudyjskiej opracowali zasilane energią słoneczną urządzenie wykorzystujące nowatorski hydrożel do uprawy szpinaku za pomocą wody zebranej z powietrza. Naukowcy wykorzystali ciepło uboczne z wytwarzania energii za pomocą paneli słonecznych, aby wypchnąć wodę z hydrożelu. Para wodna skrapla się w metalowym pojemniku poniżej. Pochłaniając ciepło i obniżając temperaturę paneli, hydrożel może zwiększyć wydajność systemów fotowoltaicznych nawet o 9%.
Ten najnowocześniejszy projekt zapewnia długoterminową, niedrogą opcję zwiększenia bezpieczeństwa dostaw żywności i wody w suchych regionach.
5.Dynamiczna agrivoltaic
Położenie paneli może być automatycznie optymalizowane przez niektóre nowsze typy systemów agrivoltaicznych, które wykorzystują system śledzenia. Przykładowo, szwajcarska firma Insolight pracuje nad statycznymi półprzezroczystymi panelami słonecznymi ze zintegrowanym systemem śledzenia. Skupiając światło słoneczne na ogniwach słonecznych, moduł posiada również dynamiczny mechanizm transmisji światła, który można dostosować do specyficznych wymagań rolnictwa.
Jakie są korzyści z agrowoltaiki?
1. Maksymalizacja potencjału słonecznego i zwiększenie produktywności energii słonecznej
2. Zwiększenie produktywności gruntów
Wraz z rozwojem fotowoltaicznej energii słonecznej na całym świecie, zdolność rolników do zwiększania swoich dochodów poprzez uprawę roślin i tworzenie zrównoważonej energii staje się coraz bardziej istotna. Oczekuje się, że globalna moc fotowoltaiczna (PV) wzrośnie o 19% w 2021 r. w porównaniu z rokiem poprzednim, do łącznej wartości 843 086 MW, zgodnie z raportem Międzynarodowej Agencji Energii Odnawialnej (IRENA).
3. Zmniejszenie parowania i zwiększenie wilgotności gleby dla lepszego wzrostu upraw
Blokując słońce, panele słoneczne mogą zmniejszyć wydatki na podlewanie nawet o 29 procent. Wilgotność gleby wzrasta, a zapotrzebowanie roślin na wodę zostaje zaspokojone.
4. Zmniejszenie negatywnego wpływu upałów i ekstremalnych warunków pogodowych na uprawy
Kiedy ilość światła padającego na uprawę osiąga punkt nasycenia światłem, nie jest ona już optymalna. Ekstremalne upały i mrozy wymagają od upraw większej ilości wody, co może je uszkodzić lub spowolnić ich wzrost. Przechylając panele słoneczne w celu skierowania jak największej ilości światła na uprawy, rolnicze systemy fotowoltaiczne (agrivoltaika) mogą złagodzić stres cieplny i inne niekorzystne zjawiska pogodowe.
5.Uczynienie ekosystemów zrównoważonymi
Dzięki zakazowi stosowania herbicydów, korzystania z uli i hodowli zwierząt na obrzeżach gruntów oraz instalacji ogrodzeń roślinnych, agrivoltaics przyczynia się do zrównoważonego rozwoju, a także ochrony i poprawy różnorodności biologicznej i ekosystemów.
Udane wdrożenia agrowoltaiki
1. projekt Agri-PV firmy BayWa w Holandii
Dane wykazały, że temperatura pod panelami była od dwóch do pięciu stopni niższa niż w przypadku konwencjonalnych technik ogrodniczych w upalne dni. Stres cieplny będzie mniejszy, a woda będzie tracona przez parowanie z gleby. Dodatkową zaletą jest to, że ciepło było utrzymywane nawet lepiej w nocy niż pod plastikowymi osłonami, których rolnicy używają obecnie do utrzymywania ciepła jagód (może to prowadzić do zmniejszenia zużycia plastiku w gospodarstwach).
2.Agrivoltaics w uprawie winorośli we Francji przez Sun'Agri
Ze względu na spadek ewapotranspiracji, winorośle osłonięte fotowoltaiką potrzebowały o 12-34% mniej wody. System agrivoltaiczny poprawił również profil aromatyczny winogron, powodując 13% wzrost zawartości antocyjanów (czerwonych pigmentów) i 9-14% wzrost kwasowości.
Należy jednak wziąć pod uwagę również minusy agrivoltaiki
1. systemy agrivoltaics są skomplikowane, wymagają dużo czasu i pieniędzy na konfigurację i utrzymanie.
Większość rolników nie posiada odpowiedniej wiedzy technicznej, aby wdrożyć agrivoltaikę. Mogą być zmuszeni do wezwania ekspertów, jeśli coś zepsuje się poza ich możliwościami naprawy. W rezultacie koszt zatrudnienia profesjonalisty może być dla wielu poza zasięgiem. Utrzymanie systemu solarnego to dodatkowy wydatek, z którym muszą liczyć się rolnicy.
2. Niektóre grunty rolne muszą zostać poświęcone, aby zrobić miejsce dla systemów agrowoltaicznych.
3. Zacienienie przez systemy agrowoltaiczne może wpływać na wzrost niektórych upraw
W tętniącym życiem świecie agrivoltaiki pojawia się harmonijna synergia między technologią a naturą, oferując drogę do bardziej zrównoważonej przyszłości. Poruszając się po zawiłej interakcji energii słonecznej i rolnictwa, przyjmijmy obietnicę, jaką niesie ona dla odpornych ekosystemów, zwiększonej produktywności i bardziej ekologicznego świata. Dzięki starannemu rozważeniu i innowacjom, agrivoltaics jest w stanie oświetlić naszą podróż w kierunku harmonijnego współistnienia energii i rolnictwa.
Technologia i natura współpracujące w agrivoltaice obiecują zrównoważoną przyszłość. Maysun Solar jest pionierem w branży energii słonecznej. Moduły panelowe Maysun Solar typu half-cut, MBB, IBC i Shingled są liderem w branży od 2008 roku. Ich całkowicie czarne, czarne ramki, srebrne i szklane panele słoneczne działają dobrze i uzupełniają estetykę architektoniczną. Magazyny, biura i partnerstwa instalatorów Maysun Solar obejmują cały świat. Maysun Solar to źródło informacji o fotowoltaice.
Źródło:
- Dinesh, H., & Pearce, J. M. (2016, February). The potential of agrivoltaic systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 54, 299–308. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.10.024
- iseban. "Photovoltaic greenhouse and agricultural photovoltaic greenhouse". CVE. Retrieved 2023-02-26.
- "These solar panels pull in water vapor to grow crops in the desert". Cell Press. Retrieved 18 April 2022.
- Movellan, Junko (10 October 2013). "Japan Next-Generation Farmers Cultivate Crops and Solar Energy". renewableenergyworld.com. Retrieved 2017-09-11.
- Solar Power Europe Agrisolar Best Practices Guidelines Version 1.0, p.43 and p.46 Case study
- Agrivoltaics, the advantages of combining renewables and agriculture
- 5 Major Agrivoltaics Disadvantages by Olivia Bolt，AGRICULTURE
- Benefits of Agrivoltaics and 5 real-life examples of successful implementations by Laura Rodríguez
- Agrivoltaics, the advantages of combining renewables and agriculture by Vector Renewables
Wyróżniony artykuł:
