Agrovoltaics – saulės kolektorių įrengimo šalia dirbamos žemės praktika – visame pasaulyje vis dažniau taikoma kaip būdas paskirstyti švarią energiją nepažeidžiant žemės naudojimo.
Remiantis Oregono valstijos universiteto atliktais tyrimais, saulės ir žemės ūkio energijos tiekimas kartu galėtų užtikrinti 20 procentų visos JAV pagaminamos elektros energijos. Tyrėjų teigimu, didelio masto agrovoltinių įrenginių įrengimas kasmet galėtų sumažinti anglies dvideginio išmetimą 330 tūkst. tonų, o tai turėtų „minimalų“ poveikį pasėlių derliui.
Remiantis tyrimu, reikėtų Merilendo valstijos dydžio teritorijos, kad agrovoltinė energija padengtų 20 procentų JAV pagaminamos elektros energijos. Tai yra apie 13,000 1 kvadratinių mylių arba 1 procentas dabartinio JAV žemės ūkio ploto. Apskaičiuota, kad pasauliniu mastu XNUMX procentas visos dirbamos žemės galėtų pagaminti pasauliui reikalingos energijos, jei ji būtų konvertuojama į saulės fotovoltinę energiją.
Yra daug būdų įrengti agrovoltines plokštes. Vienas iš labiausiai paplitusių būdų yra pakelti įrenginį, kad būtų vietos ūkio įrangai arba gyvuliams laisvai judėti po juo. Kitas madingas dizainas – fotovoltines plokštes orientuoti vertikaliai, paliekant plačias atviras erdves tarp plokščių eilių.
JAV
Somersete, Kalifornijoje, vokiečių suprojektuotos Sunzaun vertikalios saulės baterijos buvo sumontuotos vynuogyne. Montuotojas Sunstall sukūrė instaliaciją, kurią sudaro 43 450 W moduliai, prijungti prie mikroinverterio ir dviejų baterijų.
Minimalistinis dizainas naudojo skyles modulių rėmuose, kad būtų galima lengvai pritvirtinti prie dviejų polių, todėl nereikėjo sunkios lentynų sistemos. Bifacialiniai saulės moduliai gamina energiją iš abiejų vertikaliai orientuoto masyvo pusių.
Tradicinėse sistemose, suprojektuotose su horizontalia orientacija, bėgeliai, naudojami plokštėms montuoti ant lentynų sistemos, dažniausiai yra iškirpti, kad atitiktų numatytą plokštės dydį. Jei plokštės dydis pasikeis po visų kitų komponentų įsigijimo, projektas gali vėluoti, kol bėgiai bus pertvarkyti, kad atitiktų atnaujintą skydo dydį. Sunzaun dizainas leidžia lengvai prisitaikyti prie plokštės dydžio pasikeitimo, reguliuojant atstumą tarp kiekvienos rietuvės. Taip pat esant poreikiui galima reguliuoti plokščių aukštį nuo žemės.
Vokietija
Leipcigo taikomųjų mokslų universiteto mokslininkai ištyrė galimą masinio į vakarus-rytus orientuotų vertikalių fotovoltinių sistemų diegimo poveikį Vokietijos energijos rinkai. Jie nustatė, kad šie įrenginiai gali turėti teigiamą poveikį stabilizuojant šalies tinklą, kartu leidžiant geriau integruoti su žemės ūkio veikla nei įprastos antžeminės fotovoltinės elektrinės.
Mokslininkai išsiaiškino, kad vertikalios fotovoltinės sistemos gali nukreipti saulės energijos efektyvumą link didžiausio elektros poreikio ir daugiausia elektros tiekimo žiemos mėnesiais, taip sumažindamos saulės apribojimus.
„Jei į energetikos sistemos modelį bus integruota 1 TW įkrovimo ir iškrovimo galios ir 1 TWh talpos elektros saugykla, efektas sumažinamas iki CO2 sutaupymo iki 2.1 Mt/a, 70 procentų vertikalių modulių orientuojant iš rytų. į vakarus ir 30 procentų linkę į pietus“, – sakė jie. „Galiausiai, nors kai kuriems gali atrodyti nerealu pasiekti 70 procentų vertikalių elektrinių rodiklį, netgi mažesnis tarifas turi teigiamą poveikį.
Japonija
Japonijoje „Luxor Solar KK“, Vokietijos modulių gamintojo „Luxor Solar“ antrinė įmonė, „Eco Rice Niigata“ priklausančios ryžių perdirbimo gamyklos automobilių stovėjimo aikštelėje pastatė 8.3 kW galios vertikalią fotovoltinę sistemą.
„Automobiliai bus statomi tarp vertikalių sistemų“, – žurnalui PV paaiškino Uwe Liebscher, „Luxor Solar KK“ generalinis direktorius. „Šios sistemos tikslas – parodyti patvarumą žiemos metu ir papildomą energetinį efektyvumą dėl sniego atspindžio. Kita vertus, Niigata yra žinoma kaip didelė sniego apkrovos zona, kurioje žiemą iškrenta iki 2 ar 3 metrų sniego.
Į pietus nukreiptoje sistemoje yra „Luxor Solar“ saulės moduliai su heterosandūromis, taip pat montavimo sistemos iš Vokietijos vertikalios fotoelektros specialisto „Next2Sun“ ir inverteriai iš Japonijos „Omron“. Vertikalus mazgas tieks elektrą šalia sistemos įsikūrusiai ryžių perdirbimo gamyklai. Nagaokos miestas finansavo projektą 2 milijonais jenų (14,390 XNUMX USD).
„Vertikalioje instaliacijoje naudojama tik minimali dirbamos žemės plotas, išlaikant daugiau nei 85 procentus pasėlius pasiekiančios šviesos, o tai užtikrina optimalią saulės energijos ir žemės ūkio pusiausvyrą, o tai Japonijoje labai svarbu“, – aiškina jis. „Tai leidžia mums plačiu mastu kurti agrovoltines sistemas visuomeninės paskirties žemės ūkio paskirties žemėje, pvz., kviečiams, bulvėms ar ryžiams.
Prancūzija
Prancūzijoje „TotalEnergies“ ir „InVivo“, agroelektros specialistas, pristatė 111 kW galios vertikalios agroelektros demonstravimo įrenginį. „TotalEnergies“ teigė, kad bandomuoju įrenginiu bus tiriamas saulės kolektorių poveikis žemės ūkio derlingumui, taip pat biologinei įvairovei, anglies kaupimui ir vandens kokybei svetainėje.
„Esame įsitikinę, kad sinergija, sukurta tarp ekologiškos elektros gamybos, biodujų ir žemės ūkio, yra vienas iš atsakymų, užtikrinančių mūsų energetinę ir maisto nepriklausomybę“, – sakė „TotalEnergies Renouvelables France“ generalinis direktorius Thierry Muller.
Švediją
Mokslininkai iš Mälardalen universiteto (Švedija) sukūrė skaičiavimo skysčių dinamikos (CFD) modelį, kuris palengvina mikroklimato analizę vertikaliuose fotovoltiniuose projektuose. CFD modeliavimas naudojamas sudėtingoms lygtims apie kietųjų medžiagų ir dujų srautą per kūnus ir aplink juos išspręsti, kurios gali būti naudojamos analizuojant mikroklimatą agrovoltinės sistemose.
"Agrivoltaic (AV) sistemos modeliai bus dažnai naudojami kuriant naujas AV sistemas, taip pat priimant sprendimus, nes mikroklimato pokyčius galima analizuoti / numatyti pagal AV sistemos vietą ir sprendimą", - tyrėjas Sebastianas Zainalli. papasakojo žurnalui pv.w
Tyrimo metu buvo pastebėtas 38 procentų saulės spinduliuotės intensyvumo sumažėjimas vertikalių fotovoltinių modulių užtemdytose žemės vietose.
Pagrindiniai principai
JAV nacionalinė atsinaujinančios energijos laboratorija pasiūlė penkis agrovoltinės energijos sėkmės principus, įskaitant:
Klimato, dirvožemio ir aplinkos sąlygos: Vietos aplinkos sąlygos turi būti tinkamos tiek saulės energijos gamybai, tiek norimiems pasėliams ar augalinei dangai.
Konfigūracijos, saulės energijos technologijos ir dizainas: saulės energijos technologijos pasirinkimas, aikštelės išdėstymas ir kita infrastruktūra gali turėti įtakos viskam – nuo šviesos kiekio, pasiekiančio saulės baterijas, iki to, ar traktorius, jei reikia, gali prasilenkti po panelėmis. „Ši infrastruktūra bus ant žemės ateinančius 25 metus, todėl ji turi būti naudojama pagal numatytą paskirtį. Nuo to priklausys projekto sėkmė“, – sako James McCall, NREL tyrėjas, dirbantis su InSPIRE.
Pasėlių atrankos ir auginimo metodai, sėklų ir augmenijos dizainas bei valdymo metodai: Agrivoltaic projektuose turėtų būti atrenkami augalai arba žemės dangos, kurios klesti po plokštėmis vietiniame klimate ir yra pelningos vietinėse rinkose.
Suderinamumas ir lankstumas: Agrovolta turi būti suprojektuota taip, kad atitiktų prieštaringus saulės energijos įrenginių savininkų, saulės energijos operatorių ir ūkininkų ar žemės savininkų poreikius, kad būtų galima efektyviai vykdyti žemės ūkio veiklą.
Bendradarbiavimas ir partnerystės: kad bet koks projektas būtų sėkmingas, labai svarbus grupių bendravimas ir supratimas.
Šaltinis: https://www.pv-magazine-mexico.com