Z technicznego punktu widzenia systemy agrowoltaiczne wytwarzają energię elektryczną w taki sam sposób, jak konwencjonalne systemy fotowoltaiczne. Jednak aby umożliwić podwójne użytkowanie gruntów, systemy agrowoltaiczne muszą spełniać określone wymagania techniczne i konstrukcyjne.
Agrowoltaika podwaja wykorzystanie ziemi, chroniąc uprawy przed ekstremalnymi warunkami pogodowymi, jednocześnie wytwarzając zieloną energię. Kluczowym elementem takiego sposobu zagospodarowania ziemi uprawnej jest konstrukcja wsporcza modułów fotowoltaicznych. W klasyfikacji systemów agrowoltaicznych można rozróżnić systemy otwarte i zamknięte. Te ostatnie są wykorzystywane w szklarniach fotowoltaicznych. Otwarte systemy agrowoltaiczne dzielą się na systemy wysoko wzniesione (moduły zarządzania UNDER) i systemy naziemne (moduły zarządzania BETWEEN). Podkonstrukcja musi być dostosowana do użytkowania rolniczego. Szczególnie kotwienie podkonstrukcji nie powinno mieć negatywnego wpływu na jakość gruntu.
Technologie modułowe
Z perspektywy rolniczej szczególnie interesujące są technologie modułowe, które przepuszczają widma światła niezbędne do wzrostu roślin. Są to przede wszystkim moduły dwustronne typu szyba-szyba. Należą do nich także technologie fotowoltaiki organicznej czy technologie modułów półprzezroczystych. Bardziej przeźroczyste moduły mają niższą wydajność energetyczną niż standardowe urządzenia, ale gwarantują idealną, umiarkowaną ilość cienia i zapewniają maksymalną ochronę upraw. Jednak chłodzący efekt wzrostu roślin pomaga zrekompensować niższy uzysk energii ze względu na większa produktywność energetyczną modułów w niższych temperaturach.
Zarządzanie światłem
Największym wyzwaniem w projektowaniu systemu rolnego jest znalezienie kompromisu między wytwarzaniem energii elektrycznej a plonami rolniczymi. Zapewnienie uprawom wystarczającego i jednorodnego światła można osiągnąć na wiele sposobów. Należą do nich odchylenie od orientacji południowej na wschód lub zachód, zastosowanie wąskich modułów, takich jak w Japonii, lub ukierunkowane zarządzanie oświetleniem poprzez systemy śledzenia. Dzięki systemom śledzenia, zacienienie może być aktywnie kontrolowane zgodnie z odpowiednimi wymaganiami uprawy roślin.
Gospodarka wodna
Częściowe zadaszenie terenu zmienia rozkład opadów. Przy projektowaniu systemu należy to uwzględnić, aby uniknąć negatywnego wpływu krawędzi okapowych modułów fotowoltaicznych na glebę i rośliny. Środki, które można w tym celu wykorzystać, obejmują zastosowanie specjalnych modułów lub kompletnego podejścia systemowego ze zintegrowanym gromadzeniem wody deszczowej.
Rentowność
Koszty inwestycyjne systemów agrowoltaicznych są zwykle wyższe niż w przypadku naziemnych systemów fotowoltaicznych. Wynika to głównie z bardziej złożonej podkonstrukcji, zastosowania specjalnych modułów oraz instalacji chroniącej glebę. Jednak suma pożytków z właściwie dobranego systemu fotowoltaicznego z uprawą zasadniczo zmienia bilans inwestycyjny na korzyść. Ponadto podwójne wykorzystanie ziemi zwiększa plony rolne i zapewnia ochronę upraw.
Źródło: Fraunhofer ISE, BayWa r.e.
Zaprenumeruj Magazyn Fotowoltaika
