Агрофотовольтаїка
Агрофотовольтаїка — це спосіб одночасно вирощувати сільськогосподарські культури та виробляти електроенергію, встановлюючи сонячні панелі прямо на полях. Сонячні панелі встановлюють на звідних конструкціях, які дозволяють вирощувати культури під ними. Зазвичай використовують овочі, ягоди чи злаки, адаптовані до затінення.
Збільшення врожайності та енергетична незалежність фермерських господартсв за допомогою сонячної енергетики
В останні роки серед українських фермерів стрімко почала розвиватись тенденція подвійного використання сільськогосподарських земель. Дана концепція й отримала назву “Агровольтаїка”. За такою схемою власник отримує не лише екологічно чисту електроенергію, а ще й збільшує врожайність сільськогосподарських культур.
Принцип роботи базується на кількох ключових аспектах:
- Одну і ту ж землю використовують і для вирощування врожаю, і для виробництва електроенергії за допомогою сонячних панелей (дуальне використання).
- Сонячні панелі дають тінь, яка корисна для деяких рослин. Наприклад, дослідження в Південній Кореї показали, що броколі, вирощене під тінню сонячних панелей, має більш насичений зелений колір, при цьому врожайність майже не змінюється. Під частковим затіненням вони менше страждають від сонця і дають кращий врожай.
- Панелі створюють мікроклімат, який знижує температуру ґрунту і випаровування вологи, що зменшує потребу в поливі, особливо в посушливих регіонах.
Таким чином ця технологія відкриває нові можливості для сталого розвитку, поєднуючи сільське господарство та відновлювальну енергетику, що сприяє раціональному використанню ресурсів і підвищенню врожайності.
Так, у Франції фермери вирощують виноград під сонячними панелями, тим самим захищають рослини від різких температурних коливань і надмірного сонця.
Науковий співробітник Університету Шеффілда (Велика Британія) Річард Рендл-Боггіс, який займається розвитком гібридних систем продовольства та енергії, в одному із досліджень зазначив, що на одній експериментальній ділянці у Кенії завдяки агрофотовольтаїці врожай капусти зріс на 24%.
У країнах з холоднішим кліматом, як-от Данія, фермери розміщують сонячні панелі з меншою щільністю, щоб забезпечити рослинам достатньо сонячного світла.
Проте агрофотовольтаїка має й деякі недоліки. Зокрема, вартість установки агрофотовольтаїчних систем вища, ніж – традиційні сонячні станції. Це пов'язано з додатковими витратами на обладнання та його монтаж.
А поєднання сільськогосподарського виробництва та виробництва електроенергії потребує складного управління ресурсами.
До того ж не всі сільськогосподарські культури можуть ефективно рости під сонячними панелями, оскільки деякі рослини потребують більше сонячного світла.
Практичні рішення
Поля під сонячними панелями
Фотомодулі звикли монтувати на дахах, або на земельних ділянках поблизу будівлі, однак якщо змонтувати сонячні панелі на орних землях на висоті 4м., це дасть змогу суттєво заощадити корисну площу, та збільшити врожайність на цілих 160%. Фантастика? Насправді все дуже просто - фотомодулі затінюють землю, що в свою чергу знижує випаровування вологи на 30-40%. Дослідження показали що багато сільськогосподарських культур насправді не потребують прямого сонячного світла, і чудово себе почувають у тіні. Взяти до прикладу помідори - в тіні вони росли на 65% активніше, при цьому споживали на 60% менше води, відтак врожайність сягала вдвічі більше в порівнянні з тими помідорами, що росли під прямими сонячними променями.
Теплиці з сонячними панелями
Що стосується тепличних агрокультур - не усі рослини полюбляють сильне затінення, для таких тепличних господарств використовують напівпрозорі, або двосторонні сонячні панелі. Такого типу фотомодулі пропускають необхідне світло для фотосинтезу рослин, і при цьому відбивають шкідливе інфрачервоне випромінення. Завдяки цьому в літній період теплиця менше нагрівається, а в холодну пору краще зберігатиме тепло. До прикладу, одне з відомих голландських господарств по вирощуванню орхідей, на одній частині теплиці, змонтували 504 сонячні панелі, що навіть при низькому стоянні сонця генерувало до 110 мВт*год. на рік. Розрахункова окупність проекту склала 8.5 років, при цьому суттєво збільшився і відсоток врожайності.
Системи автономного поливу та зрошення
Системи автономного поливу та зрошення від сонячних електростанцій здатні забезпечити сільськогосподарські угіддя де відсутні, або є труднощі з подачею електроенергії. Враховуючи що системи поливу працюють в день - їм цілком вистарчає електроенергії, яку сонячні панелі генерують у світлу пору дня. За потреби цілодобового постачання води - додатково встановлюються системи зберігання електроенергії, що в сонячну погоду будуть накопичувати електроенергію від сонячних батарей, а в похмурий день чи темну пору доби, будуть живити електроприлади.
Фермерське господарство
Зазвичай фермерські угіддя розташовуються на окраїнах населених пунктів з поганим електропостачанням, відповідно такі ферми потребують повної енергетичної автономії. Ще не так давно фермерам доводилось використовувати дизельні генератори, та інші джерела електроенергії, щоб хоч частково забезпечити свої потреби. Монтаж сонячних панелей на даху середньостатистичної ферми, дає можливість повністю забезпечити електроенергією усе обладнання для утримання тварин, зарядку та роботу сільськогосподарського електротранспорту чи автоматичну систему поливу рослин. На Київщині, одна з найбільших норкових ферм у світі, встановила сонячну електростанцію потужністю 15 мВт. це дало змогу фермі повністю забезпечити свої енергетичні потреби, а також отримувати додаткові кошти за програмою “зелений тариф”. В Естонії підприємство по розведенню вугра, змонтувало на даху фотомодулі загальною потужністю 230 кВт. Такі обсяги потужності забезпечили компанії повну енергетичну незалежність.
Літній випас худоби
В сонячні та безхмарні дні, тварини, як і рослини відчувають певний дискомфорт, не завжди на пасовиськах можна знайти затінені місця, і навіть якщо є певна тінь від поодиноких дерев - цього все одно буде не достатньо для цілого стада. Наземні конструкції сонячних панелей займають чималу площу, що дає змогу усім тваринам ховатись під конструкціями в період зеніту сонця. Британські вчені досліджували стада овець, що випасались на територіях з сонячними панелями, і на пасовиськах, де не було фотомодулів з затіненнями. Дослідження показали, що стада, які мали затінені місця - показували чималий приріст в народжуваності в порівнянні з іншими стадами.
Також для охорони стада часто використовують так званий електронний пастух. Це своєрідна слабострумна огорожа, що не дозволяє тваринам виходити за межі пасовиська. Донедавна, щоб забезпечити роботу даного пристрою доводилось використовувати громіздкі акумулятори, або дизельні генератори, які в свою чергу є не надто екологічні, і створюють зайвий шум, що негативно впливає на тварин. Сонячні панелі в такій ситуації будуть абсолютно безшумні та екологічно чисті.
Чи готова Україна до агрофотовольтаїки
Національна економічна стратегія України до 2030 року визначила декарбонізацію – процес зменшення викидів вуглекислого газу в атмосферу – як один з пріоритетів.
Це охоплює підвищення енергоефективності, розвиток відновлювальної енергетики та інтеграцію з «Європейським зеленим курсом». Агрофотовольтаїка є частиною зеленої енергетики в межах цієї стратегії.
В Україні технологію агрофотовольтаїки вперше впровадили у 2021 році. Експериментальний проєкт «Тесла Агро» ефективно поєднав виробництво електроенергії та вирощування лохини.
«Багато агрохолдингів в Україні встановлюють сонячні панелі для власних потреб. Однак, це не класична агрофотовольтаїка. Зразків класичної агрофотовольтаїки у нас наразі дуже мало, тому вона поки не має значного впливу на ринок зеленої енергетики України», — розповів голова правління Асоціації сонячної енергетики України Владислав Соколовський виданню Бізнес.Район.
Він додав, що війна серйозно впливає на розвиток агрофотовольтаїки, адже фермери та інвестори мають інші пріоритети.
«Я впевнений, що у зв’язку з впливом глобального потепління прикладів впровадження агрофотовольтаїки стане все більше. Думаю, що після закінчення війни першими агрофотовольтаїку впровадять агрохолдинги та фермери, які мають проблеми з доступом до електромереж через віддаленість локацій або високу вартість підключення. Цьому сприятимуть зниження цін на сонячні панелі, потреба в автономному енергозабезпеченні та можливість ефективного використання земельних ділянок», — припускає голова асоціації.
Важливо відзначити, що цьогоріч в Україні з’явилась громадська організація «Асоціація Агровольтаїки України», яка ініціювала пілотний проєкт з технології агрофотовольтаїки в Черкаській області – Перший дослідно-промисловий тепличний комплекс «Канів – 2».
Організацію зареєстрували 23 серпня 2024 року, а її основною метою є розвиток агрофотовольтаїки в Україні.
Асоціація Агровольтаїки України разом з Українською Радою Бізнесу працює над змінами до законодавства, співпрацює з урядом і місцевою владою для розвитку галузі та закликає доєднуватися до ініціатив. А пріоритетом є підготовка фахівців і створення наукових центрів для впровадження технологій агровольтаїки.
Також асоціація ініціює навчальні програми та курси підвищення кваліфікації, щоб забезпечити експертизу для ефективного управління такими системами.
«У своєму портфелі ми маємо 22 гектари дослідно-виробничого кластера з агровольтаїки та запрошуємо всіх зацікавлених долучитися», – декларують в організації.
За матеріалами: