Jak zmniejszyć koszty za energię? Czym jest agrofotowoltaika?

Sposób na upały i ceny energii, czyli agrofotowoltaika. Niemcy słyną z innowacyjnych i intrygujących projektów. Wśród nich nie sposób nie wymienić pomysłu na połączenie gruntów uprawnych oraz elektrowni fotowoltaicznych. Powstanie agrofotowoltaiki to projekt niemieckiego instytutu Fraunhofer ISE. Badania nad tego typu systemem trwają od roku 2017 i po ponad dwóch latach można śmiało powiedzieć, że jest to ciekawa i bardzo obiecująca instalacja.

Co to jest APV?

Terminem APV określana jest agrofotowoltaika. Jest to działanie, które wykorzystuje instalacje fotowoltaiczne i ziemię pod uprawę. Krótko mówiąc, na terenach do tej pory jedynie uprawianych powstają systemy odnawialnych źródeł energii.

Agrofotowoltaika – udana synergia fotowoltaiki z uprawą rolną

Projekt został zapoczątkowany w 2017 roku. Na terenie 3 ha gospodarstwa rolnego – ulokowanego nad Jeziorem Bodeńskim – zostały postawione systemy fotowoltaiczne.

Moduły, które zostały wykorzystane, odznaczały się mocą 194 kW. Co to właściwie oznacza? Takie instalacje są przygotowane do zagwarantowania energii 62 gospodarstwom. Gospodarstwo rozumie się jako czteroosobową rodzinę, a czas, na jaki wystarczy taki zasób, to rok.

APV – korzyści płynące z zastosowania systemu

W tym projekcie postawiono 5-metrowe konstrukcje z dwustronnymi modułami. Badania miały na celu udowodnienie korzyści wynikających z takiego rozwiązania.

Pierwsza powstała w takim układzie energia została przeznaczona na zasilenie pojazdów elektrycznych, urządzeń potrzebnych do przeprowadzenia zbiorów oraz częściowo sprzedana do lokalnego dostawcy energii, czyli do Elektrizitätswerke Schönau.

Jakość upraw pod panelami fotowoltaicznymi

Jak zmieniała się jakość upraw znajdujących się pod fotowoltaiką na przestrzeni 2017 i 2018 roku? Czy w ogóle się zmieniała? A jeśli ulegała zmianom, to na plus czy na minus? Przejdźmy zatem do analizy:

Ocena jakości upraw pod panelami PV w 2017 roku

Większość osób zastanawia się, jakie korzyści dla rolnictwa wynikają z zastosowania tego typu systemów. Badania przeprowadzone przez niemiecki instytut Fraununhofer ISE w pierwszym roku nie były aż tak korzystne, jak można było tego oczekiwać.

Na zacienionych terenach pod modułami zbiór koniczyny był o ponad 5% niższy niż na terenach nasłonecznionych. Natomiast jeżeli chodzi o zbiory selera, pomidorów czy pszenicy, to straty były już nieco większe i wynosiły około 18-19%. Były to wyniki po pierwszym roku funkcjonowania.

Ocena jakości upraw pod panelami PV w 2018 roku

Natomiast rok 2018 przyniósł znacznie lepsze rezultaty. Wynikało to z bardzo gorącego i upalnego lata, nasłonecznienie było o 8% wyższe niż w roku poprzednim. Klimat wciąż się ociepla, dlatego też takie okresy będą coraz powszechniejsze, a co za tym idzie również korzyści z instalacji agrofotowoltaicznej.

Większe nasłonecznienie wpłynęło na wytworzenie o 2% więcej energii. W rezultacie rok 2018 pozwolił na uzyskanie 249,85 MWh. W efekcie na 1 kWp wytworzono 1285,3 kWh. Nie była to jedyna zaleta zastosowania takiej mieszanej konstrukcji. Jakość upraw na zacienionym terenie była znacznie lepsza niż w roku poprzednim. Ponadto ilość zbiorów była większa w stosunku do terenów nasłonecznionych.

Największe różnice można było zauważyć na przykładzie uprawy selera, który pod panelami fotowoltaicznymi rozrósł się o 12% więcej niż na terenach sąsiednich. Lepsze o 3% uprawy zanotowała pszenica ozima. Jeżeli chodzi o ziemniaki, to tutaj zakładano wzrost upraw od 103% do 183%, przy dodatkowej lepszej produkcji energii.

Systemy fotowoltaiczne – wpływ na tereny uprawne

Lepsze zacienienie terenów uprawnych to jedna z większych zalet, jakie uzyskuje się podczas zastosowania systemów fotowoltaicznych. Jest to niezwykle istotne zwłaszcza podczas gorących okresów.

W roku 2018 nasłonecznienie poza obszarem, na którym znajdowały się panele. Co więcej, ziemia, która znajdowała się pod panelami fotowoltaicznymi, mogła oferować roślinom lepszą wilgotność. W konsekwencji uprawy mogły korzystać z lepszego odżywienia i znacznie lepszej ochrony przed wysuszeniem i gorącem.

Systemy agrowoltaiczne – opłacalność

Systemy agrowoltaiczne mogą przynieść bardzo wiele korzyści dla właścicieli terenów uprawnych. Przede wszystkim można z tego tytułu uzyskać bardzo wiele korzyści ekonomicznych, zarówno pośrednich, związanych z lepszą uprawą, jak i bezpośrednich, związanych ze sprzedażą energii. Jak zapewnia Instytut Fraunhofer, koszty takiej instalacji są tożsame z kosztami modułów dachowych. Ponadto korzystając z nowoczesnych i innowacyjnych rozwiązań, można sięgnąć po urządzenia rolne zasilane energią elektryczną i uzyskać darmowe „paliwo”.

Uprawa tego typu jest nieoceniona na terenach, na których często ma się do czynienia z suszą i dużym nasłonecznieniem. Instytut testował już innowacyjny system w Indiach, w stanie Maharashtra, gdzie doświadczenie suszy jest dość duże. Badania dotyczyły uprawy pomidorów i bawełny. Wyniki jednoznacznie pokazały, że jakość upraw wzrosła o minimum 40%, a w założeniu mogłaby osiągnąć nawet 50% wzrost w stosunku do terenów referencyjnej uprawy.

Czytaj też: Dofinansowanie do fotowoltaiki