Grupa naukowców z Uniwersytetu w Kordobie w Hiszpanii opracowała nową metodę obliczania, ile gruntów można wykorzystać do celów rolniczych pod elektrowniami fotowoltaicznymi w oparciu o dwuosiowe trackery słoneczne.
Naukowcy przeanalizowali w szczególności zachowanie promieniowania słonecznego w zorientowanym na południe obiekcie, w którym rosną drzewa w żywopłotach posadzonych w tym samym kierunku, i odkryli, że pomiędzy rzędami paneli istnieje przestrzeń geometryczna, w której rośliny nie zacieniają modułów.
Proponowana metodologia ma w szczególności na celu identyfikację stref niezacienionych pomiędzy dwuosiowymi trackerami słonecznymi. „Na podstawie tej analizy zaproponowano innowacyjną metodę oszacowania maksymalnej dostępnej przestrzeni, jaką mogłyby zająć uprawy w instalacjach fotowoltaicznych z kolektorami prostokątnymi na dwuosiowych trackerach z funkcją cofania” – wyjaśniają.
W opracowaniu „Metodologia szacowania powierzchni uprawnej w instalacjach fotowoltaicznych za pomocą dwuosiowych trackerów pod kątem ich przekształcenia na rośliny agrowoltaiczne” opublikowanym wZastosowana energiaNaukowcy twierdzą, że nowatorska metodologia początkowo definiuje wektory zachodni, południowy i azymutowy, które charakteryzują system fotowoltaiczny.
Uwzględnia także szerokość geograficzną miejsca i deklinację Słońca, a także kąt godzinny wynikający z prędkości kątowej Ziemi, czas względem południa słonecznego i wektor jednostkowy skierowany przez cały czas w stronę dysku słonecznego.
„Kiedy znany jest azymut i wysokość kolektorów słonecznych, możliwe jest określenie jednostkowego wektora normalnego do powierzchni kolektorów w każdej chwili” – wyjaśnili naukowcy, zauważając, że proponowane podejście analizuje zachowanie wektorów jako konsekwencją ruchu kolektorów zależnego od położenia słońca w każdej chwili.
Nowatorską metodologię zastosowano poprzez symulację w elektrowni fotowoltaicznej Molino zlokalizowanej w Kordobie i wyposażonej w dwuosiowe urządzenia śledzące energię słoneczną, aby zidentyfikować pięciokątną przestrzeń uprawną pomiędzy kolektorami.
Analiza ta pozwoliła badaczom zidentyfikować na kierunku północ-południe kilka ulic o profilu trapezowym dostępnych do uprawy. Mają one szerokość 10,5 m, minimalną wysokość 1,31 m w obszarach bocznych i maksymalną wysokość 2,81 m w obszarze środkowym.
Naukowcy stwierdzili, że krzywa odsetka maksymalnej powierzchni uprawnej jest funkcją wysokości upraw. „Rzeczywista powierzchnia gruntów uprawnych będzie mniejsza, ponieważ ten maksymalny obszar uprawny można dostosować do typowego i odpowiedniego ustawienia i geometrii dla konkretnej wybranej uprawy, a także do ograniczeń narzuconych przez działalność rolniczą związaną z uprawą” – precyzują.
Ustalili, że roślina Molino oferuje aż 74% gruntów ornych w przestrzeni między kolektorami i stwierdzili, że przestrzeń ta zmniejsza się wraz ze wzrostem wysokości plonu. „Dlatego produkcja rolna rośliny rolniczej i jej plon będą zależeć od ostatecznie wybranej uprawy” – podkreślali.
