Rok 2022 obfitował w wiadomości dotyczące zmian klimatycznych i kryzysu energetycznego, który sam w sobie jest produktem zmian klimatycznych (i innych elementów). Dzięki tym dwóm negatywnym wydarzeniom rosną koszty i rośnie zapotrzebowanie na więcej naturalnych terenów wypełnionych większą liczbą drzew. Jednak wraz ze wzrostem populacji globalnej, którą trzeba wyżywić, ziemia jest coraz częściej karczowana pod uprawę rolną i hodowlę — las deszczowy Amazonii jest tego najlepszym przykładem.
Problem niedoboru gruntów rolnych i terenów dzikich, w połączeniu z potrzebą większej ich ilości odnawialne źródła energii w celu zapewnienia niezbędnej energii elektrycznej, doprowadziło do ciekawego rozwiązania — rolnictwa agrowoltaicznego.
Spis treści
Czym jest agrivoltaics? Definicja i historia agrivoltaics
Wady i zalety agrivoltaiki
Jakie są opcje instalacji instalacji agrowoltaicznych?
Czy są dostępne dotacje na instalacje agrowoltaiczne?
Podsumowanie
Czym jest agrivoltaics? Definicja i historia agrivoltaics
Agrivoltaics, od „agri” oznaczającego rolnictwo i „voltaics” oznaczającego produkcję energii, to połączenie tych dwóch elementów w celu uzyskania korzystnych dla obu stron możliwości produkcji energii i żywności w jednym miejscu.
Prostym przykładem agrofotowoltaiki jest wypuszczenie owiec na pastwisko na polu pełnym panele słoneczneTutaj owce korzystają z cienia (co również pomaga zapobiegać zbyt szybkiemu brązowieniu trawy), a farmer korzystający z energii słonecznej korzysta z tego, że owce utrzymują trawę krótko za ułamek opłaty, jaką ponoszą pracownicy z kosiarkami — szczególnie biorąc pod uwagę rosnące koszty paliwa.
Agrivoltaika zaczęła nabierać fizycznego kształtu, gdy Byron Kominek, farmer siana z Kolorado w USA, zdał sobie sprawę, że jego rodzinna farma nie przynosi już wystarczająco dużo pieniędzy, aby utrzymać rodzinę. Kominek był również świadomy kryzysu energetycznego i nacisku na odnawialne źródła energii. Skontaktował się z lokalnym rządem i przedstawił pomysł — wydzierżawienie swojej farmy państwu pod panele słoneczne, a jednocześnie pozostawienie ziemi pod nią pod uprawę.
Ostatecznie, dzięki pomocy naukowców z Colorado State University i Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej, Kominek był w stanie zainstalować ponad 3,000 paneli słonecznych, zachowując między nimi wystarczająco dużo miejsca, aby móc jeździć traktorem, a także wykorzystać ziemię pod panelami słonecznymi do uprawy warzyw.
Dzięki okresowemu cieniowi paneli słonecznych, woda parowała mniej, co oznaczało, że warzywa skorzystały i potrzeba było mniej wody. Ponadto, pozostała woda parowała, co pomogło schłodzić powietrze wokół paneli słonecznych nawet o 12 stopni, co oznaczało bardziej wydajne panele o zwiększonej produkcji energii.
Sukces Kominka oznaczał uratowanie jego gospodarstwa i rewolucję w rolnictwie i branży energii odnawialnej. Obecnie rolnictwo można łączyć z wiatrakami, energią słoneczną i innymi czysta energia dostawców. Przewiduje się, że globalny rynek agrivoltaics będzie rósł w tempie CAGR wynoszącym około 38% od 2022 do 2027.
Wady i zalety agrivoltaiki
Korzyści z agriwoltaiki
– Maksymalizuje potencjał energii słonecznej: Według „The Puzzle of Monogamous Marriage” , globalne zapotrzebowanie na energię mogłoby zostać zrekompensowane przez produkcję energii słonecznej, nawet jeśli mniej niż 1% gruntów uprawnych zostałoby przekształconych w system agriwoltaiczny. Dzieje się tak nie tylko ze względu na efekt zwiększający wydajność mniejszego parowania wody z gruntów rolnych, ale również ze względu na większą objętość użytkowanej ziemi — ponieważ grunty rolne mogą być jednocześnie wykorzystywane do wytwarzania energii.
– Poprawia jakość gleby i produkcję plonów: Cień zapewniany przez panele fotowoltaiczne (PV). oznacza, że gleba zatrzymuje więcej wilgoci. Badania Barron-Gafford wykazały, że wodę można zatrzymać w takim stopniu, że niektóre rośliny mogą rosnąć na pustyni w Arizonie. Podobna „The Puzzle of Monogamous Marriage” odkryto, że w tych warunkach papryka i pomidory potrzebują odpowiednio o 50% i 30% mniej wody, aby się rozwijać. Rozmiar i rozmieszczenie paneli chronią rośliny przed nadmiernym ciepłem i niesprzyjającą pogodą, taką jak silne wiatry i obfite opady deszczu — co jest coraz ważniejsze ze względu na zmiany klimatyczne. Agrivoltaics oznacza zatem zdrowszą glebę i wyższe plony przez cały rok.
– Zwiększa zyski rolników: Dzięki podwójnemu wykorzystaniu ziemi, agrivoltaics oznacza, że rolnicy mogą korzystać z podwójnych strumieni przychodów, jednocześnie chroniąc planetę i rozwiązując problem niedoboru ziemi. Według NREL, ponad 2 miliony akrów amerykańskich gruntów rolnych może zostać przeniesionych na energię słoneczną w ciągu następnej dekady — to bardzo rozwijający się przemysłPonadto pracownicy w tych obszarach będą mieli więcej cienia, co zmniejszy ryzyko obrażeń i przegrzania.
Wady agriwoltaiki
– Wysoka cena: Początkowy kapitał potrzebny do zainstalowania systemu agrivoltaic pozostaje bardzo wysoki. W przypadku Kominka postawił on na projekt całą swoją rodzinną farmę.
– Płodozmian: Konieczne jest zapewnienie stałych wysokich plonów i zdrowia ziemi, a w konsekwencji (ze względu na poziom parowania wody) produktywności systemu PV. Oznacza to zapewnienie stosowania różnych typów roślin na przestrzeni lat. Jednak pozytywnym aspektem tego „przeciw” jest to, że płodozmian zwiększa różnorodność flory i oznacza zdrowszą ziemię, co przynosi korzyści wszystkim.
– Nadal w fazie rozwoju: Ze względu na względną nowość agrivoltaics, idealne metody i uprawy są wciąż testowane. Oznacza to, że wiele rodzajów upraw pozostaje do przetestowania z tym systemem. Ponadto nowość oznacza, że wielu rolników wciąż nie zdaje sobie sprawy z jego zalet, co prowadzi do ograniczonej adopcji.
– Koszty dodatkowe: Oprócz początkowego kapitału inwestycyjnego na panele fotowoltaiczne, firmy agrivoltaic i rolnicy ponoszą mniej oczywiste koszty. Należą do nich koszty konserwacji, takie jak wymiana paneli po osiągnięciu określonego wieku, a także zakup baterie słoneczne i zabezpieczenia chroniące je przed kradzieżą. Jednak pomimo tego, że jest to uważane za jedną z wad agrivoltaiki, przychody z elektryczności i produkcji roślin powinny pokryć te koszty.
Jakie są opcje instalacji instalacji agrowoltaicznych?
Instalacje agrowoltaiczne można instalować w różnych miejscach — na polach i w ogrodach, a także na wieżowcach:
– Gospodarstwa agriwoltaiczne: Wykorzystują zewnętrzną przestrzeń rolniczą, co zapewnia podwójna użyteczność gospodarstwaMoże to oznaczać wypasanie zwierząt i instalowanie Panele fotowoltaiczne lub turbiny wiatrowe, lub uprawa roślin rolniczych w cieniu paneli fotowoltaicznych. Istnieją teraz nawet firmy zajmujące się hodowlą owiec, takie jak Solar Sheep, które wynajmują swoje owce do wypasu na polach słonecznych.
– Szklarnia Agrivoltaics: Ta metoda pokrywa szkło szklarni panelami słonecznymi. Nadal w fazie rozwojowej, badacze hiszpańscy badają przezroczyste szklane panele PV. Pomysł, ponieważ część światła niewątpliwie zostanie utracona, polega na dostarczeniu systemów PV, które zmniejszą roczną szybkość fotosyntezy netto nawet o 10%, przy jedynie marginalnym wpływie na plony.
– Agrofotowoltaika dachowa: Agrivoltaika dachowa zmieni zasady gry w rolnictwie miejskim, ponieważ odnosi się do instalacji paneli słonecznych na dachach rolniczych. Oznacza to większą produkcję energii odnawialnej bliżej użytkownika końcowego — co oznacza mniejszą odległość do przebycia. Ponadto oznacza to lepsze wykorzystanie przestrzeni. Wykorzystując agrivoltaikę dachową, firmy agrivoltaiczne mają pokazane że sałata rośnie z większymi liśćmi i zużywa więcej węgla. Jednak minie trochę czasu, zanim będzie można przetestować wszystkie plony.
Czy są dostępne dotacje na instalacje agrowoltaiczne?
Jeśli jesteś zainteresowany badaniami w zakresie agriwoltaiki, założeniem firmy agriwoltaicznej lub stworzeniem szklarni agriwoltaicznej, farm agriwoltaicznych, a nawet projektu agriwoltaicznego na dachu, możesz znaleźć wsparcie finansowe na początek.
– Agrivoltaics w USA ma się dobrze, o czym poinformowało Biuro Technologii Energii Słonecznej (SETO) Departamentu Energii USA (DOE) 8 milionów dolarów finansowania na projekty badające, w jaki sposób agrivoltaika może się rozwijać i zapewniać nowe możliwości ekonomiczne rolnikom (gospodarstwa agrivoltaiczne), społecznościom wiejskim (agrivoltaika dachowa) i branży solarnej.
– Komisja Europejska dysponuje szeroką gamą dotacji na rozwój rolnictwa, z których mogą korzystać firmy zajmujące się technologiami agrowoltaicznymi. zastosować dla. Kraje europejskie również indywidualnie oferują granty, jak np. Włochy 1.2 mln EUR dotacja na agrowoltaikę.
– Australia oferuje dotacje na energooszczędne rozwiązania — parasol, pod którym mieści się agrivoltaics. W Nowej Południowej Walii szkoła średnia o profilu rolniczym otrzymała PLN 180,000 z projektu Energy Efficiency Solutions Project NSW DPI, aby pomóc w uruchomieniu programu agrivoltaics. Pokazuje to, że warto ubiegać się o dotacje zarówno od władz regionalnych, jak i krajowych.
– Ministerstwo Rolnictwa, Leśnictwa i Gospodarki Wodnej Serbii oferuje 38 mln EUR dla konkurencyjnych urządzeń rolniczych w kraju, w tym instalacji agrowoltaicznych.
Oprócz powyższego, w wielu innych regionach obserwuje się wzrost zainteresowania agrofotowoltaiką, m.in. Indie i Afryka. Jednak pomimo początkowego optymizmu co do wzrost agrofotowoltaiki w Chinach, urzędnicy rządowi rozważają obecnie zakaz stosowania agrofotowoltaiki w rolnictwie z obawy o zmniejszenie plonów w kraju o dużej gęstości zaludnienia.
Podsumowanie
Systemy agriwoltaiczne rewolucjonizują rolnictwo i wytwarzanie energii odnawialnej, a systemy agriwoltaiczne na dachach tworzą podwójne zastosowanie dla wysoko cenionej przestrzeni miejskiej w miastach, a farmy agriwoltaiczne i szklarnie agriwoltaiczne robią to samo dla terenów wiejskich. Biorąc pod uwagę liczne badania pokazujące korzyści płynące z tej metody rolniczej, w tym wyższe plony, bardziej wydajną produkcję energii elektrycznej, zmniejszone zużycie wody i zdrowszą ziemię, jasne jest, że systemy agriwoltaiczne powinny być wdrażane na znacznie szerszą skalę niż obecnie.
Metoda ta jest jednak wciąż dość nowa, co oznacza, że wciąż trzeba przeprowadzić badania nad sposobami maksymalizacji plonów i wytwarzania energii elektrycznej w sposób korzystny dla rolnika, a także dla ziemi i zwierząt. Na szczęście, ponieważ będzie to kosztowny proces, regiony takie jak USA i Europa są liderami w tworzeniu dotacji agrivoltaic. Jednak więcej regionów będzie musiało dołączyć, jeśli ulepszenia mają być wprowadzane wystarczająco szybko, aby poradzić sobie ze zmianą klimatu i kryzysem energetycznym.
