Исследователи из Университета Лиссабона и Военной академии Португалии провели исследование жизнеспособностиагровольтаическая система для удовлетворения потребностей как в энергетической, так и в продовольственной безопасности. Исследование показало, что разнесенные ряды фотоэлектрических (PV) модулей в сочетании с теневыми культурами имеют наиболее многообещающую отдачу и срок окупаемости менее пяти лет.
Климатические характеристики Португалии делают ее подходящим местом для производства солнечной энергии, и около 12% национальной территории страны обозначены как Национальный сельскохозяйственный резерв (RAN) для сельскохозяйственных целей.Агривольтаическая система, интеграция сельского хозяйства и производства солнечной энергии, также называемаясолнечное сельское хозяйство, может стать инновационным решением, позволяющим использовать выделенную землю и одновременно производить возобновляемую энергию для решения проблем энергетической безопасности.
Группа обнаружила, что агроэлектрические системы могут достичь срока окупаемости в пять лет или меньше и приносить большую прибыль, чем только фотоэлектрические системы или только сельскохозяйственное производство на земле. Кроме того, изучая два типа планировок – один с приподнятыми панелями и другой с использованием разнесенных рядов панелей – исследователи отметили, что разнесенное решение имеет немного более высокий потенциал, чем приподнятое.
Команда включила обычную фотоэлектрическую установку для сравнения и изучила сценарии, в которых вся энергия, производимая панелями, продавалась напрямую на рынок по расчетной стоимости. В анализе предполагалось, что фермер имеет договор PPA и продает энергию по цене €{{0}},043 евро (0,046,34 доллара США)/кВтч. Для фотоэлектрических систем были выбраны монокристаллические кремниевые солнечные элементы. Для определения срока окупаемости с помощью программного обеспечения PVsyst были выбраны различные параметры, включая первоначальные инвестиции, затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, а также цены продажи энергии.
Для разнесенной фотоэлектрической схемы было использовано расстояние 20 м, что позволило создать пространство минимум 15 м между двумя рядами по восемь модулей в каждом, всего 16 модулей. Модули имели угол наклона от 55% до -55%, а трекеры использовались для отслеживания движения Солнца и оптимизации выходной мощности. В приподнятой схеме фотоэлектрических массивов все 16 модулей были установлены в один ряд, чтобы уменьшить затенение сельскохозяйственных культур под ними. Опять же, с использованием трекеров был выбран угол наклона от 55% до -55%. Однако в инсталляции Вальвердиньо местность создавала слишком много затенений, поэтому угол наклона был скорректирован до 45% и -45%.
Результаты исследования показали, что предлагаемые проекты имели более низкую приведенную стоимость энергии (LCOE), чем цена энергии на иберийском рынке, со сроком окупаемости около 4-5 лет.
Агривольтаика сочетает в себе принципы устойчивого сельского хозяйства и производства возобновляемой энергии. Затеняя посевы, фотоэлектрические модули могут уменьшить количество испарения воды и поддерживать более низкие температуры, что приводит к увеличению урожайности сельскохозяйственных культур. Между тем, солнечные панели генерируют возобновляемую энергию, которую могут продавать или использовать сами фермеры, что снижает их зависимость от ископаемого топлива.
Это исследование подчеркивает потенциал агривольтаики как беспроигрышного решения, решая проблемы продовольственной и энергетической безопасности, а также продвигая методы устойчивого ведения сельского хозяйства. Поскольку население мира продолжает расти, инновации и творческие решения, такие как агровольтаика, будут играть ключевую роль в решении проблем, с которыми мы столкнемся в ближайшие годы.
