Агровольтаїка – практика розміщення сонячних установок поруч із сільськогосподарськими угіддями – все частіше використовується в усьому світі як спосіб впровадження розподіленої чистої енергії без шкоди для землекористування.
Згідно з дослідженнями Університету штату Орегон, спільне розміщення сонячної та сільськогосподарської енергії може забезпечити 20 відсотків загального виробництва електроенергії в Сполучених Штатах. За словами дослідників, масштабна установка агровольтаїки може призвести до щорічного скорочення викидів вуглекислого газу на 330 тисяч тонн з «мінімальним» впливом на врожайність.
Відповідно до дослідження, площа розміром із штат Меріленд була б потрібна для агровольтаїки, щоб покрити 20 відсотків виробництва електроенергії в Сполучених Штатах. Це приблизно 13,000 1 квадратних миль, або 1 відсоток нинішніх сільськогосподарських площ США. У глобальному масштабі, за оцінками, XNUMX відсоток усіх сільськогосподарських угідь міг би виробляти необхідну світові енергію, якщо перетворити їх на сонячні фотоелектричні установки.
Існує багато способів установки агроелектричних панелей. Одним із найпоширеніших методів є підняття приміщення, щоб звільнити місце для вільного переміщення під ним сільськогосподарського обладнання чи худоби. Ще одна модна конструкція полягає в тому, щоб фотоелектричні панелі орієнтувати вертикально, залишаючи широкі відкриті простори між рядами панелей.
Сполучені Штати
У Сомерсеті, штат Каліфорнія, вертикальні сонячні батареї Sunzaun німецької розробки встановили на винограднику. Інсталятор Sunstall розробив установку, що складається з 43 модулів потужністю 450 Вт, підключених до мікроінвертора та двох батарей.
Мінімалістичний дизайн використовував отвори в каркасах модулів для простого кріплення до двох паль, що дозволило уникнути необхідності у важкій системі стелажів. Двосторонні сонячні модулі виробляють енергію з обох сторін вертикально орієнтованого масиву.
У традиційних системах, розроблених з горизонтальною орієнтацією, рейки, які використовуються для кріплення панелей на системі стелажів, зазвичай обрізають відповідно до передбачуваного розміру панелі. Якщо розмір панелі зміниться після завершення закупівлі всіх інших компонентів, у проекті можуть виникнути затримки під час перепроектування рейок відповідно до оновленого розміру панелі. Конструкція Sunzaun дозволяє легко адаптуватися до зміни розміру панелі, регулюючи відстань між кожною стопкою. Також при необхідності можна регулювати висоту панелей від землі.
Німеччина
Вчені з Лейпцизького університету прикладних наук дослідили потенційний вплив масового розгортання вертикальних фотоелектричних систем, орієнтованих із заходу на схід, на енергетичний ринок Німеччини. Вони виявили, що ці установки можуть сприятливо вплинути на стабілізацію електромережі країни, одночасно дозволяючи більшу інтеграцію з сільськогосподарською діяльністю, ніж звичайні наземні фотоелектричні установки.
Вчені виявили, що вертикальні фотоелектричні системи можуть зміщувати продуктивність сонячної енергії в години найвищого попиту на електроенергію та найбільшої подачі електроенергії в зимові місяці, тим самим зменшуючи обмеження сонячної енергії.
«Якщо в модель енергосистеми інтегровано накопичувач електроенергії 1 ТВт зарядної та розрядної потужності та 1 ТВт·год потужності, ефект зменшується до економії CO2 до 2.1 Мт/рік із 70 відсотками вертикальних модулів, орієнтованих зі сходу. на захід і на 30 відсотків нахилений на південь», – сказали вони. «Нарешті, хоча для деяких може здатися нереалістичним досягти рівня 70 відсотків вертикальних електростанцій, навіть менший показник має позитивний вплив».
Japan
У Японії Luxor Solar KK, дочірня компанія німецького виробника модулів Luxor Solar, побудувала вертикальну фотоелектричну систему потужністю 8.3 кВт на парковці заводу з переробки рису, що належить Eco Rice Niigata.
«Автомобілі будуть припарковані між вертикальними системами», — пояснив журналу PV Уве Лібшер, керуючий директор Luxor Solar KK. «Мета цієї системи — продемонструвати довговічність взимку та додаткову енергоефективність завдяки відображенню снігу». Ніігата, з іншого боку, відома як територія з високим сніговим навантаженням, де взимку випадає до 2-3 метрів снігу».
Система, орієнтована на південь, включає власні гетероперехідні сонячні модулі Luxor Solar, а також монтажні системи від німецького фахівця з вертикальної фотоелектричної установки Next2Sun та інвертори японської Omron. Вертикальна установка забезпечуватиме електроенергією фабрику з переробки рису, розташовану поруч із системою. Місто Нагаока профінансувало проект із 2 мільйонами єн (14,390 XNUMX доларів).
«Вертикальна установка використовує лише мінімальний простір сільськогосподарських угідь, зберігаючи при цьому понад 85 відсотків світла, яке досягає посівів, що забезпечує оптимальний баланс між сонячною енергією та сільським господарством, що є надзвичайно важливим для Японії», — пояснює він. «Це дозволяє нам будувати агроелектричні системи на сільськогосподарських угіддях загального користування, таких як пшениця, картопля чи рис, у великих масштабах».
Франція
У Франції компанії TotalEnergies і InVivo, що спеціалізуються на агровольтаїці, запустили вертикальний демонстратор агровольтаїки потужністю 111 кВт. TotalEnergies повідомила, що пілотна установка досліджуватиме вплив сонячних панелей на врожайність сільського господарства, а також біорізноманіття, накопичення вуглецю та якість води на ділянці.
«Ми переконані, що синергія, створена між виробництвом екологічно чистої електроенергії, біогазом і сільським господарством, є однією з відповідей, щоб гарантувати нашу енергетичну та харчову незалежність», — сказав Тьєррі Мюллер, генеральний директор TotalEnergies Renouvelables France.
Швеція
Вчені з Університету Мелардалена (Швеція) розробили модель обчислювальної гідродинаміки (CFD), яка полегшує аналіз мікроклімату у вертикальних фотоелектричних проектах. CFD моделювання використовується для вирішення складних рівнянь про потік твердих речовин і газів через тіла та навколо них, які можна використовувати для аналізу мікроклімату в агроелектричних системах.
«Моделі агрівольтаїчної (AV) системи часто використовуватимуться для проектування нових AV-систем, а також для прийняття рішень, оскільки мікрокліматичні зміни можна аналізувати/передбачувати на основі розташування та рішення AV-системи», — дослідник Себастьян Зайналлі. розповів pv magazine.w
Дослідження спостерігало зниження інтенсивності сонячного випромінювання на 38 відсотків на ділянках землі, затінених вертикальними фотоелектричними модулями.
Ключові принципи
Національна лабораторія відновлюваної енергії США запропонувала п’ять принципів успіху агровольтаїки, зокрема:
Клімат, грунт і умови навколишнього середовища: умови навколишнього середовища місця повинні бути придатними як для сонячної генерації, так і для бажаних культур або рослинного покриву.
Конфігурації, сонячні технології та конструкції: вибір сонячної технології, планування ділянки та інші інфраструктури можуть впливати на все: від кількості світла, що досягає сонячних панелей, до того, чи зможе трактор, якщо необхідно, проїхати під панелями. «Ця інфраструктура буде на землі протягом наступних 25 років, тому її потрібно зробити за призначенням. Успіх проекту залежатиме від цього», — каже Джеймс МакКолл, дослідник NREL, який працює над InSPIRE.
Вибір сільськогосподарських культур і методи вирощування, проекти насіння та рослинності, а також підходи до управління: агроелектричні проекти повинні вибирати культури або ґрунтопокривні культури, які процвітають під панелями в місцевому кліматі та є прибутковими на місцевих ринках.
Сумісність і гнучкість: Агровольтаїка повинна бути розроблена таким чином, щоб адаптуватися до суперечливих потреб власників сонячних установок, операторів сонячних батарей і фермерів або землевласників, щоб забезпечити ефективну сільськогосподарську діяльність.
Співпраця та партнерство: щоб будь-який проект був успішним, спілкування та розуміння між групами є вирішальними.
Джерело: https://www.pv-magazine-mexico.com