Агрофотовольтаика, то есть успешная синергия фотовольтаики с сельскохозяйственным выращиванием

Двойное использование земли для получения электричества от солнечной энергии и сельского хозяйства выгодно. На 1/3 гектара посевных площадей у ​​Боденского озера в Германии на 5-метровой конструкции были установлены фотоэлектрические модули общей мощностью 194 кВт. Результаты 2017 года показали эффективность землепользования 160%, что подтверждено проектным консорциумом, возглавляемым Институтом Фраунгофера по эффективности агрофотоэлектрических систем. Жаркое лето 2018 года позволило значительно превысить этот показатель.

Помимо разработки портфеля, урожайности и качества, исследователи из Университета Хоэнхайма собрали данные о климатических условиях в системе с полупрозрачными солнечными модулями APV, а также из соседнего эталонного поля. Солнечная радиация под системой APV была примерно на 30 процентов ниже, чем в эталонном поле. Помимо количества солнечной радиации, система APV влияет на распределение осадков и температуру почвы.

Весной и летом температура почвы в системе APV была ниже, чем на поле без системы APV; температура воздуха была одинаковой. Жарким и засушливым летом 2018 г. влажность почвы у пшеницы была выше, чем на контрольном поле без APV, а в зимние месяцы она была ниже, чем у других культур.

— Можно предположить, что тень от полупрозрачных солнечных модулей позволила растениям лучше справиться с жаркими и засушливыми условиями 2018 года, — говорит ученый-агроном Андреа Эманн.

— Этот результат показывает потенциал систем APV в засушливых регионах, а также необходимость дальнейших испытаний в других климатических регионах и с другими типами сельскохозяйственных культур, — добавляет ее коллега Аксель Везелек.

Эффект солнечной синергии для сельского хозяйства

В 2018 году солнечная радиация составила 1319,7 киловатт-часов на м 2 , что на 8,4 процента больше, чем в предыдущем году. Энергоэффективность системы APV увеличилась на два процента до 249,857 кВтч, что соответствует исключительно хорошему значению удельной мощности 1285,3 кВтч / кВтч.

Затраты на производство электроэнергии системой APV сегодня конкурентоспособны по сравнению с производственными затратами, связанными с использованием небольшой солнечной солнечной системы на крыше. Ученые прогнозируют дальнейшее снижение затрат благодаря экономии на масштабе, а также эффектам обучения и улучшения системы APV.

Эффективность использования 1 га земли по системе APV составляет 186 процентов. Фото Фраунгофера ISE

 

Если электричество хранится и используется на месте, например, на ферме Heggelbach, создаются дополнительные источники дохода благодаря синергетическим эффектам. 

— Агрофотоэлектрическая энергия может быть ответом на проблему сочетания производства продуктов питания с экологически чистым производством электроэнергии. Технически фермеры могут «собирать урожай» и того, и другого. Благодаря двойному использованию пашни решается основная задача производства продуктов питания. По  словам Стефана Шинделе из института Fraunhofer ISE, дополнительное производство электричества из солнечной энергии способствует увеличению электрической мобильности и служит защите климата .

Потенциал развития засушливых регионов

Результаты лета 2018 года показывают огромный потенциал агрофотоэлектрических и полупрозрачных фотоэлектрических модулей APV при использовании в засушливом климате. Сельскохозяйственные культуры и домашний скот могут извлечь выгоду из тени, обеспечиваемой конструкцией APV с использованием полупрозрачных фотоэлектрических модулей.

Исследовательский институт Fraunhofer ISE уже работает над несколькими проектами по передаче этой технологии странам с формирующимся рынком и развивающимся странам, а также новым приложениям. Пилотное исследование Fraunhofer ISE в индийском штате Махараштра показало, что эффекты затенения и меньшее испарение воды привели к повышению урожайности томатов и хлопка до 40%.

« В некоторых случаях мы показали почти вдвое более высокую эффективность землепользования в регионе с помощью системы APV», — говорит Макс Троммсдорф из Fraunhofer ISE, руководитель проекта исследования APV-RESOLA.

В проекте «Агрофотоэлектрическая энергия — эффективность землепользования (APV-RESOLA)» программы ЕС Horizon 2020 исследователи Fraunhofer работают с партнерами в Алжире над изучением воздействия систем APV на водный баланс. Помимо более низкого испарения и более низких температур, сбор дождевой воды с помощью фотоэлектрических модулей также играет важную роль. 

О развитии современных фотоэлектрических систем и оптимизации эффективности фотоэлектрических модулей специалисты расскажут на новом мероприятии PTWP Group — 4 Buildings (15-17 ноября 2019, Катовице)!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.