Agrivoltaik: Hur solpaneler förändrar jordbruket

Du kommer att läsa:
Vad är agrivoltaik?
Hur många typer av agrivoltaik finns det?
Vilka är fördelarna med agrivoltaik?
Framgångsrika implementeringar av agrivoltaik
Nackdelar med agrivoltaics?

Agrivoltaics är ett banbrytande koncept för hållbara metoder som kombinerar kunskap om jordbruk och energiproduktion. Solcellsteknik (PV) och traditionellt jordbruk kan kombineras för att främja smarta jordbruksmetoder och minska klimatförändringarna. Genom att återanvända mark för jordbruk och energi ger agrivoltaik hopp om en framtid som är mer grön och motståndskraftig.

Vi kommer att titta på de många varianterna av agrivoltaik, dess fördelar och inspirerande implementeringar. Agrivoltaics har sina problem att ta hänsyn till. Genom att undersöka fördelarna och nackdelarna av denna unika teknik lär vi oss hur den kan förändra våra jordbruks- och energilandskap.

Agrivoltaics, ett snabbt växande och mycket spännande koncept, innebär att jordbruk och solceller utvecklar samma mark, vilket låter dessa två viktiga branscher fungera tillsammans. Under de senaste åren har ett brett utbud av olika typer av solenergisystem utvecklats globalt, och dessa nya tekniker kommer att spela en viktig roll i omställningen av energi och klimat.

Tre huvudtyper av agrivoltaik är fasta solpaneler över grödor, upphöjda solpaneler och solväxthus. Forskare har också skapat ytterligare komplexa typer, som dynamisk agrivoltaik och integrerade system. Alla dessa varianter använder olika komponenter för att maximera mängden solenergi som grödorna och panelerna absorberar. Den viktigaste faktorn i agrivoltaiska system är solpanelernas lutningsvinkel. De skördade grödorna, panelhöjden, solinstrålningen och det lokala klimatet är andra faktorer som beaktas när man väljer en plats för ett solcellssystem.

1. Solpaneler som är fasta över grödor

Majoriteten av traditionella agrovoltaiska system består av solpaneler som är permanent installerade på eller mellan odlingsfälten. Att ändra solpanelernas densitet eller lutningsvinkel kan förbättra installationens effektivitet.

För storskaliga projekt med mer än 5 MW används agrovoltaik vanligtvis genom permanent installation av solpaneler. Den här typen av agrovoltaik hjälper djur att må bättre genom att ge dem lätt tillgång till skugga. Dessutom låter den odla permanent flora och gräsmark mellan och under solpanelerna, vilket kan användas för bete.

Solföljare gör jordbruks- och energisystem stabilare genom att anpassa ljuset och skuggan för grödorna nedanför. Dessutom kan tuffa väderförhållanden skydda grödorna, vilket förbättrar deras tillväxt.

2.solpaneler på en högre nivå

Denna agrovoltaiska applikation kräver högre upphöjda solpaneler än normalt. Detta gör att höjden över marken ökar (vanligtvis mellan 2,5 och 5 meter, beroende på målet och kraven för projektet). Detta möjliggör förbättrade skörder av olika frukt- och vinsorter.

Mellan solpanelerna finns det tillräckligt med utrymme för att ljuset ska nå grödorna och växterna, vilket främjar en hälsosam tillväxt. Dessutom, beroende på kraven i projektet, kan dessa paneler höjas eller sänkas, vilket gör det möjligt för människor, skördeutrustning och andra föremål att passera igenom.

3.Växthus med solceller

De senaste åren har helt solenergidrivna växthus blivit populära. Detta innebär att installera solcellspaneler på växthusets tak. Solcellspanelerna genererar förnybar energi som kan matas tillbaka till nätet, lagras eller användas för växthusets egen konsumtion och behov, som belysning och bevattningssystem, utan att hindra produktionen.

4. Integrerade system

Forskare i Saudiarabien har skapat en soldriven enhet som odlar spenat med luftuppsamlat vatten. För att få ut vatten ur hydrogelen använde forskarna värmen som kom från solpanelernas energiproduktion. I metallburken nedanför kondenseras vattenångan. Men hydrogelen kan öka solcellssystemens effektivitet med upp till 9 % genom att absorbera värmen och sänka panelernas temperatur.

Den här revolutionerande designen erbjuder ett kostnadseffektivt och långsiktigt sätt att förbättra livsmedels- och vattenförsörjningssäkerheten i torra miljöer.

5. Dynamisk Agrivoltaik

Japan skapade det första och mest grundläggande dynamiska systemet genom att använda en liten uppsättning paneler som sattes på tunna rör på ställningar som inte hade betongfundament. Panelerna är lätta att lossa och tillräckligt lätta för att flyttas för hand när årstiderna förändras och lantbrukaren arbetar med jorden. Det finns mycket utrymme mellan varje solpanel för att förbättra vindskyddet.

Vissa nyare typer av agrivoltaiska system använder ett spårningssystem för att automatiskt optimera panelernas placering. Som ett exempel producerar det schweiziska företaget Insolight statiska, genomskinliga solpaneler som har ett integrerat spårningssystem. Förutom att ha en dynamisk ljusöverföringsmekanism som kan justeras för att möta specifika krav från jordbruket, fokuserar modulet ljuset på solcellerna.

1. Optimera solenergins potential och öka dess produktivitet.
Enligt en ny studie har både jordbruksmark, gräsmarker och våtmarker hög potential för solceller. Dessutom visade forskningen att agrivoltaik kan användas för att tillgodose världens energibehov om så lite som 1 % av jordbruksmarken används för detta. Ändå kan överdriven värme orsaka en betydande minskning av solcellsanläggningarnas produktion och effektivitet. När du planterar grödor direkt under solcellspanelerna kan du hålla deras yttemperatur lägre och öka deras effektivitet. Forskning från Oregon State University har visat att plantering av grödor nära solpanelerna kan öka elproduktionen med 10 %.

2. Förbättra jordproduktiviteten
Med utvecklingen av fotovoltaisk solenergi över hela världen blir det allt viktigare för jordbrukare att kunna öka sina inkomster genom att producera hållbar energi samtidigt som de odlar grödor. IRENA har rapporterat att den globala solcellskapaciteten förväntas öka med 19 % under 2021 jämfört med föregående år till totalt 843 086 MW.

3. Förbättrad grödtillväxt genom minskad avdunstning och ökad markfuktighet
Solpaneler kan minska bevattningskostnaderna med upp till 29 procent genom att blockera solen. Markfuktigheten ökar, vilket gör att växternas vattenbehov tillgodoses.

4. Minska de skadliga effekterna av värme och extrema meteorologiska förhållanden på grödor
En gröda får inte det bästa ljuset när den kommer nära ljusmättnadspunkten. Extrem kyla och värme gör att grödorna behöver mer vatten, vilket kan skada dem eller hindra deras tillväxt. Solcellssystem för jordbruk (agrivoltaics) kan mildra värmestress och andra negativa effekter av dåligt väder genom att luta solpanelerna så att så mycket ljus som möjligt riktas mot grödan.

5. Att göra ekosystemen hållbara
Agrivoltaics bidrar till hållbar utveckling och skyddar och förbättrar den biologiska mångfalden och ekosystemen genom att förbjuda användning av herbicider, användning av bikupor och djurhållning inom markens omkrets och installation av vegetationsstängsel.

1. BayWas Agri-PV-projektet i Nederländerna

BayWa r.e. byggde en av sina första kommersiella Agri-PV-anläggningar i Babberich, Nederländerna. BayWa r.e. har ökat sektorns kunskapsbas genom Agri-PV-pilotprojekt i Nederländerna och Tyskland. Dessa studier fokuserade på grödor som vete, potatis, selleri, blåbär, röda vinbär, hallon, jordgubbar och björnbär.

Under varma dagar var panelernas temperaturer två till fem grader svalare än konventionell trädgårdsodling. Avdunstning minskar värmestressen och vattenförlusten. Dessutom höll värmen kvar ännu mer varmt på natten än under de plasttäcken som jordbrukarna använder för att hålla bären varma. Detta kan leda till att färre plastprodukter används på gårdarna.

2. Sun'Agri använder agrovoltaik för vinproduktion i Frankrike

Anläggningen installerades i Piolenc i vinregionen Hérault som en del av ett program som syftar till att utvärdera agrivoltaiks effektivitet i olika jordbruksmiljöer. Av de tusen kvadratmeter druvor som planterades i det experimentella programmet skuggades sexhundra. Detta berodde på deras flexibla agrivoltaiska system.

PV-skuggade vinrankor behövde 12–34 % mindre vatten på grund av minskad evapotranspiration. Den agrivoltaiska installationen förbättrade också druvans aromatiska profil: antocyaniner (röda pigment) steg med 13 % och syrahalten steg med 9–14 %.

1.Agrivoltaiska system är svåra att installera och underhålla, och det tar mycket tid och pengar.
Majoriteten av lantbrukare saknar den tekniska kompetens som krävs för att implementera agrivoltaics. Om de inte kan fixa ett problem själva kan de behöva anlita experter. Följaktligen kan kostnaden för att anlita en expert vara otillräcklig för många människor. Jordbrukarna måste ta hänsyn till ytterligare kostnader som underhållet av solcellssystemet.. Solcellssystem behöver avstå från jordbruksmark.

2. En del jordbruksmark måste offras för att ge plats åt agrivoltaiska system.
Agrivoltaics-system kräver också en viss yta, vilket kan orsaka konflikter mellan de två när det gäller att utöka jordbruksmarken. Förlusten av jordbruksmark kommer att vara den största utmaningen för utvecklingen av agrivoltaiksystem. Agrivoltaics-system kommer alltid att kräva en viss mängd jordbruksmark för att fungera. Detta beror på typen av gröda som ska odlas, solpaneler, etc.

3. Vissa grödor kan påverkas av solcellsskugga.
Det finns vissa växter som inte trivs i skugga. Vete och majs är de vanligaste grödorna som har en stark skugga. Även om sallad, spenat och tomater är skuggtoleranta är de inte tillräckliga för att tillgodose en betydande mängd människor. Därför är det viktigt att hitta en lämplig balans mellan odling av grödor och elproduktion.

En väg mot en mer hållbar framtid finns i agrivoltaisk sektor, där teknik och natur fungerar tillsammans. Låt oss omfamna de löften som solenergi innebär för hållbara ekosystem, ökad produktivitet och en mer miljövänlig värld när vi navigerar i det komplicerade samspelet mellan jordbruk och solenergi. Agrivoltaics är redo att lyfta fram vår väg mot en balanserad samexistens mellan energi och jordbruk genom noggrann analys och innovation.

Agrivoltaics kombinerar natur och teknik och skapar en hållbar framtid. Maysun Solar är en framstående solenergiföretag. Sedan 2008 har Maysun Solars halvskurna, MBB, IBC och Shingled panelmoduler dominerat marknaden. Solpanelerna som är gjorda av glas-till-glas, silver, svart ram och helt svart fungerar alla bra för att komplettera arkitektonisk stil. Maysun Solar har installatörspartnerskap, kontor och lager över hela världen. Din solcellskälla är Maysun Solar.

Referenser:

1. Dinesh, H., & Pearce, J. M. (2016, February). The potential of agrivoltaic systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 54, 299–308. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.10.024
2. iseban. "Photovoltaic greenhouse and agricultural photovoltaic greenhouse". CVE. Retrieved 2023-02-26.
3. "These solar panels pull in water vapor to grow crops in the desert". Cell Press. Retrieved 18 April 2022.
4. Movellan, Junko (10 October 2013). "Japan Next-Generation Farmers Cultivate Crops and Solar Energy". renewableenergyworld.com. Retrieved 2017-09-11.
5. Solar Power Europe Agrisolar Best Practices Guidelines Version 1.0, p.43 and p.46 Case study
6. Agrivoltaics, the advantages of combining renewables and agriculture 
7. 5 Major Agrivoltaics Disadvantages by Olivia Bolt，AGRICULTURE 
8. Benefits of Agrivoltaics and 5 real-life examples of successful implementations by Laura Rodríguez
9. Agrivoltaics, the advantages of combining renewables and agriculture by Vector Renewables

Du kanske också gillar: