Wyniki pierwszego, pilotażowego programu eksperymentalnego w pobliżu Jeziora Bodeńskiego w południowo-zachodnich Niemczech pokazują, że połączenie rolnictwa i fotowoltaiki ma sens. Zwiększyło to wartość wytwarzanych produktów lub energii o 60% w stosunku do wykorzystania tych gruntów w 100% na rolnictwo lub w 100% na farmy fotowoltaiczne.

Eksperyment przeprowadzał instytut ISE Fraunhofer nazywa swoją unikalną instalację agrofotowoltaiką [APV]. Panele są na niej zamontowane wystarczająco wysoko, aby umożliwić swobodne przemieszczanie się sprzętu rolniczego i zwierząt.

Od zeszłego roku Fraunhofer stosował rozwiązania z eksperymentu nad Jeziorem Bodeńskim w trzech środowiskach rolniczych w Chile i na hodowli krewetek w Wietnamie. We wszystkich przypadkach potwierdzono korzyści wykazane w pierwszym projekcie pilotażowym w Niemczech.

Trzy eksperymentalne gospodarstwa rolne w Chile

W różnych miejscach w Chile zbudowano trzy identyczne systemy APV o mocy 13 kWp. Naukowcy byli zainteresowani zbadaniem, które rośliny skorzystały z zacienienia stworzonego przez APV. Czujniki mierzyły dane meteorologiczne, takie jak promieniowanie słoneczne, wilgotność powietrza, wilgotność gleby i temperaturę gruntu.

Każda insalacja ma 13 kWp. Instalowana jest odpowiednio wysoko, by nie przeszkadzać maszynom i zwierzętom. Fot. ISE Fraunhofer

Pierwszy system APV został zainstalowany na farmie przy użyciu bardzo profesjonalnych metod uprawy brokułów i kalafiora. Energia słoneczna była wykorzystywana w procesie produkcji do czyszczenia, pakowania i chłodzenia produktów. Drugi APV został zainstalowany na rodzinnej farmie, która uprawia głównie różnego rodzaju zioła. Trzeci system został wybudowany w odległym regionie, w którym istnieje dostęp do sieci elektrycznej, ale występują częste przerwy w dostawie prądu. W ostatnim przypadku elektrownia APV dostarczyła energię elektryczną dla siedmiu rodzin, jednocześnie zapewniając zasilanie np. inkubatorowi do wylęgania kurzych jaj.

Częściowe zacienienie roślin zasadzonych pod rusztowaniem APV może zmniejszyć potrzebę nawadniania. Różne rośliny, które zwykle źle znoszą dobrze nasłonecznione, suche miejsca, mogą rozwijać się w cieniu systemu APV. Zwierzęta gospodarskie mogą czerpać korzyści z mniejszej ekspozycji na słońce. Wytworzona energia elektryczna zostałaby wykorzystana do zasilania pomp wodnych lub systemów odsalania. Ponadto może być stosowana do chłodzenia i przetwarzania roślin i owoców, dzięki czemu wydłuża się ich okres przechowywania.

W regionach oddalonych od sieci elektroenergetycznej, jakość życia poprawia się dzięki dostępowi do energii elektrycznej, która zapewnia lepszy dostęp do informacji, edukacji i lepszej opieki medycznej. W Afryce subsaharyjskiej około 92% ludności wiejskiej nie ma dostępu do elektryczności. APV oferuje lokalnym mieszkańcom nowe źródła dochodów. Jednocześnie zmniejsza ona zależność od paliw kopalnych, które są często wykorzystywane do napędzania generatorów diesla.

Akwakultura w delcie Mekongu

Fraunhofer ISE bada również, czy techniki APV znajdą zastosowanie w akwakulturze na farmie krewetek położonej w delcie Mekongu. Wzrasta tam konkurencja o grunt między rolnikami, a zwolennikami energii odnawialnej.

Wyniki projektu pilotażowego w Bac Liêu wskazują, że APV może znacząco obniżyć emisję dwutlenku węgla, jednocześnie zmniejszając zużycie wody nawet o 75%.

– Łącząc akwakulturę i fotowoltaikę, wskaźnik wykorzystania ziemi wzrasta o co najmniej 65% w porównaniu do instalacji PV na otwartym terenie – mówi Max Trommsdorff z Fraunhofer ISE.

System APV zapewnia inne korzyści, w szczególności lepsze warunki pracy dzięki zacieniowaniu zapewnianemu przez panele słoneczne oraz stabilnej, niższej temperaturze wody, która pomaga krewetkom rosnąć szybciej i zdrowiej.

Jeśli technologia i techniki APV zostaną rozszerzone na kraje rozwijające się na całym świecie, może to przyczynić się do polepszenia zasobooszczędnego użytkowania gruntów i rekultywacji zniszczonych gruntów – twierdzi Stephan Schindele z Fraunhofer ISE. Niższe emisje, zapewnienie dostępu do energii elektrycznej, bardziej wydajne i opłacalne rolnictwo – systemy APV mogą być odpowiedzią na zapotrzebowanie na energię odnawialną w wielu częściach świata.

Zdjęcie główne i źródło opracowania: ISE Fraunhofer

Redakcja GLOBEnergia