Europa: potencjał agrofotowoltaiki 25-krotnie większy od zapotrzebowania na energię

Według tegorocznych badań, Europa posiada potencjał do instalacji 51 TW mocy fotowoltaicznej w rolnictwie lub agrofotowoltaice. Analizując zarówno możliwości wytwarzania energii elektrycznej, jak i rolniczy potencjał, naukowcy doszli do wniosku, że wykorzystanie wszystkich dostępnych gruntów w Europie pozwoliłoby osiągnąć 51 TW mocy agrofotowoltaicznej. Odpowiada to energii równej 71,5 tys. TWh rocznie. To aż 25-krotność obecnego zapotrzebowania na energię elektryczną w Europie.

Zespół naukowców z Uniwersytetu Aarhus w Danii przeprowadził badania nad różnymi konfiguracjami agrofotowoltaicznymi i zauważył istotne zróżnicowanie potencjału tych rozwiązań w Europie. W badaniach uwzględniono trzy różne układy agrofotowoltaiczne:
- pierwszy obejmował jednofazowe moduły fotowoltaiczne o stałym nachyleniu, zawieszone nad obszarami rolniczymi,
- drugi układ to jednofazowe moduły jednoosiowe, wyposażone w urządzenia śledzące, które automatycznie zmieniają kąt w ciągu dnia, aby śledzić ruch słońca,
- trzeci układ składał się z pionowych modułów fotowoltaicznych dwustronnych, ustawionych w rzędach przypominających płot.
Wyniki badania
Odkrycie, że Europa ma potencjał do uzyskania 51 TW mocy agrofotowoltaicznej, zostało oparte na testowym scenariuszu przeprowadzonym na polu w Danii. Następnie wyniki zostały matematycznie ekstrapolowane, aby modelować resztę kontynentu europejskiego. Okazało się, że optymalna gęstość mocy dla agrofotowoltaiki wynosiła około 30 W/m2, co pozwalało na zachowanie co najmniej 80% gruntów wciąż dostępnych do rolnictwa.
Wyniki badań wykazały, że potencjał penetracji agrofotowoltaiki nie był równomiernie rozłożony na całym kontynencie, wahał się od zaledwie 1% na gruntach użytkowych w Norwegii do 53% w Danii. Obszary o niższych szerokościach geograficznych oferowały również większe natężenie promieniowania słonecznego, co przekładało się na większą produkcję energii.
Charakterystyka agrofotowoltaiki
Kluczowym elementem agrofotowoltaiki jest utrzymanie zarówno produkcji energii elektrycznej, jak i rolniczej na tym samym obszarze . Ta praktyka może potencjalnie rozwiązać wiele problemów, z którymi borykają się zarówno przemysł fotowoltaiczny, jak i rolniczy. Chodzi przede wszystkim o zapewnienie bezpieczeństwa: żywnościowego i energetycznego. Dzięki niej grunty mogą być użytkowane w bardziej efektywny sposób.
Zespół naukowców zauważył, że wśród różnych konfiguracji modułów agrofotowoltaicznych, najbardziej obiecujące wydają się te z jednoosiowym śledzeniem słońca, jednak są one również najdroższe. Te jednoosiowe moduły i pionowe moduły zapewniają stabilne poziomy promieniowania słonecznego docierającego do ziemi, a śledzenie pozwala uzyskać najwyższą moc wyjściową energii elektrycznej. Z kolei panele o stałym nachyleniu tworzą wyraźne pasma cienia na ziemi, co może wpływać na produkcję roślin, a jednocześnie są one mniej zoptymalizowane pod kątem generowania energii przez cały dzień.
Ostatnio holenderski rząd wprowadził zakaz agrofotowoltaiki na gruntach rolnych, co wywołało protesty krajowych przedstawicieli przemysłu PV. Obawiają się oni zmniejszenia rozwoju tego sektora spowodowanego ograniczeniami w wykorzystaniu ziemi rolniczej.
Zalety agrofotowoltaiki
Agrofotowoltaika ma potencjał przyniesienia korzyści zarówno dla produkcji roślinnej, jak i wytwarzania energii elektrycznej. Wiele zainteresowanych osób poszukuje równowagi między tymi dwoma celami, aby zoptymalizować wykorzystanie gruntów. Jednakże istnieje wyraźna trudność związana z tym, jak najlepiej wykorzystać tę wspólną przestrzeń i jak osiągnąć praktyczny i ekonomiczny zysk z wytwarzania zarówno żywności, jak i energii elektrycznej na tym samym obszarze.
Co więcej, moduły fotowoltaiczne mogą zapewniać cień i schronienie w suchych klimatach. Ułatwia to nawadnianie i retencję wody, wspierając bardziej żywe ekosystemy pod nimi. Rośliny uprawiane pod panelami lub w ich sąsiedztwie mogą również zwiększyć swoją wydajność dzięki chłodzeniu systemu poprzez transpirację pary wodnej.
Źródła: pv-magazine, pv-tech.org