Naukowcy z Uniwersytetu w Lizbonie i Akademii Wojskowej w Portugalii przeprowadzili badanie dotyczące żywotnościsystem agrowoltaiczny aby zaspokoić potrzebę bezpieczeństwa energetycznego i żywnościowego. Badanie wykazało, że rozmieszczone w odstępach rzędy modułów fotowoltaicznych (PV) w połączeniu z uprawami chroniącymi przed cieniem zapewniają najbardziej obiecujący zwrot i okres zwrotu krótszy niż pięć lat.
Charakterystyka klimatyczna Portugalii sprawia, że jest to odpowiednie miejsce do produkcji energii słonecznej, a około 12% terytorium kraju wyznaczono jako Narodowy Rezerwat Rolniczy (RAN) do celów rolniczych.System agriwoltaiczny, integracja rolnictwa i produkcji energii słonecznej, zwana takżerolnictwo słoneczne, mogłoby stanowić innowacyjne rozwiązanie umożliwiające wykorzystanie wyznaczonych gruntów przy jednoczesnym wytwarzaniu energii odnawialnej w celu rozwiązania problemów związanych z bezpieczeństwem energetycznym.
Grupa odkryła, że systemy agrowoltaiczne mogą zwrócić się z czasem zwrotu wynoszącym maksymalnie pięć lat i generować większą wartość niż same systemy fotowoltaiczne lub wyłącznie produkcja rolna na gruntach. Dodatkowo, badając dwa typy układów – jeden z podwyższonymi panelami i jeden z wykorzystaniem rozmieszczonych w odstępach rzędów paneli – badacze zauważyli, że rozwiązanie rozmieszczone w odstępach ma nieco większy potencjał niż rozwiązanie podwyższone.
Zespół uwzględnił w celach porównawczych regularne wdrożenie fotowoltaiki i zbadał scenariusze, w których cała energia wytwarzana przez panele była bezpośrednio sprzedawana na rynek przy użyciu obliczonej wartości. W analizie założono, że rolnik ma umowę PPA i sprzedaje energię po cenie 0,043 EUR (0,046,34 USD)/kWh. Do systemów fotowoltaicznych wybrano monokrystaliczne krzemowe ogniwa słoneczne. Aby określić okres zwrotu inwestycji, za pomocą oprogramowania PVsyst wybrano różne parametry, w tym koszty inwestycji początkowej, koszty eksploatacji i utrzymania oraz ceny sprzedaży energii.
W przypadku rozstawionego projektu projektu fotowoltaicznego zastosowano odległość rozstawu wynoszącą 20 m, tworząc co najmniej 15 m przestrzeni pomiędzy dwoma rzędami po osiem modułów każdy, co daje w sumie 16 modułów. Moduły miały kąt nachylenia od 55% do -55%, a do śledzenia ruchu słońca i optymalizacji mocy wyjściowej wykorzystano moduły śledzące. W podwyższonym układzie paneli fotowoltaicznych wszystkie 16 modułów zainstalowano w szeregu w jednym rzędzie, aby zmniejszyć zacienienie upraw znajdujących się pod nimi. Ponownie wybrano kąt pochylenia od 55% do -55% przy użyciu modułów śledzących. Jednak w instalacji Valverdinho teren tworzył zbyt dużo cienia, dlatego kąt nachylenia ustawiono na 45% i -45%.
Wyniki badania wykazały, że proponowane projekty charakteryzowały się niższym uśrednionym kosztem energii (LCOE) niż cena energii na rynku iberyjskim, a okres zwrotu inwestycji wynosił około 4-5 lat.
Agriwoltaika łączy w sobie zasady zrównoważonego rolnictwa i produkcji energii odnawialnej. Zacieniając uprawy, moduły fotowoltaiczne mogą zmniejszyć parowanie wody i utrzymać niższą temperaturę, co prowadzi do zwiększenia plonów. Tymczasem panele słoneczne wytwarzają energię odnawialną, którą rolnicy mogą sprzedawać lub wykorzystywać, zmniejszając ich zależność od paliw kopalnych.
Badanie to podkreśla potencjał agriwoltaiki w oferowaniu rozwiązania korzystnego dla obu stron, rozwiązującego zarówno kwestie bezpieczeństwa żywnościowego, jak i energetycznego, przy jednoczesnym promowaniu zrównoważonych praktyk rolniczych. W miarę ciągłego wzrostu liczby ludności na świecie innowacje i kreatywne rozwiązania, takie jak agriwoltaika, będą miały kluczowe znaczenie w stawianiu czoła wyzwaniom, przed którymi stoimy w nadchodzących latach.
