Du kommer til at læse:
- Hvad er agrivoltaics?
- Hvor mange typer af agrivoltaics?
- Hvad er fordelene ved agrivoltaics?
- De vellykkede implementeringer af agrivoltaics
- Ulemper ved agrivoltaics?
Agrivoltaics, som kombinerer energiproduktion og landbrugsekspertise, er et banebrydende koncept inden for bæredygtig praksis. Denne nye strategi, som harmonisk blander solcelle-teknologi (PV) med traditionelt landbrug, kan fremme intelligente landbrugsmetoder og modvirke klimaforandringer. Agrivoltaics giver håb om en grønnere og mere modstandsdygtig fremtid ved at genbruge jord til energi og landbrug.
Vi vil undersøge agrivoltaics' mange varianter, fordele og inspirerende implementeringer. Agrivoltaics har, som alle transformationsbestræbelser, udfordringer, der skal overvejes. Vi lærer, hvordan denne unikke teknik kan ændre vores landbrugs- og energilandskaber ved at udforske løfterne og ulemperne.
Hvad er agrivoltaik?
Det hurtigt voksende og meget lovende koncept Agrovoltaics henviser til den fælles udvikling af det samme landområde til solceller og landbrug, hvilket muliggør sameksistens mellem to kritiske industrier. Agrovoltaics i forskellige varianter er allerede blevet skabt rundt omkring i verden, og i de seneste år er der dukket en lang række nye måder op, som vil være kritiske komponenter i energi- og klimaomstillingen.
Hvor mange typer af agrivoltaik?
Der er tre grundlæggende typer af agrivoltaics, herunder faste solpaneler over afgrøder, forhøjede solpaneler og sol-drivhuse. Derudover har forskere også udviklet andre komplekse typer såsom integrerede systemer og dynamisk agrivoltaik. Alle disse varianter har forskellige faktorer, der udnyttes til at maksimere mængden af solenergi, der absorberes af både panelerne og afgrøderne. Solpanelernes hældningsvinkel er den vigtigste variabel i agrivoltaiske systemer. Andre faktorer, der tages i betragtning, når placeringen af et agrivoltaisk system bestemmes, er de afgrøder, der plukkes, panelhøjder, solindstråling og lokalt klima.
1.Faste solpaneler over afgrøder
De fleste konventionelle agrovoltaiske systemer består af permanent installerede solpaneler på eller mellem afgrøder. Ændring af solpanelernes tæthed eller hældningsvinkel kan forbedre opsætningens effektivitet.
Permanent installation af solpaneler er den mest almindelige metode til at implementere agrovoltaik til store projekter (>5 MW). Denne type agrovoltaik forbedrer dyrevelfærden ved at give nem adgang til skygge, og det giver også mulighed for at dyrke permanent flora og græsarealer mellem og under solpanelerne, som kan bruges til græsning.
Ved at justere mængden af lys og skygge, som afgrøderne nedenfor får, skaber solsporingsstrukturer et mere stabilt landbrugs- og energisystem. Derudover giver det mulighed for at beskytte afgrøderne mod barske vejrforhold, hvilket forbedrer afgrødernes vækst.
2. Solpaneler på et højere niveau
Solpanelerne i denne agrovoltaiske applikation er hævet til en større højde, end det er normalt. Det forlænger højden over jorden (ofte mellem 2,5 og 5 meter, afhængigt af projektets mål og krav). Det baner vejen for en forbedring af afgrødeudbyttet i områder som frugtplantager og vinmarker.
Der kan være plads nok til, at lyset kan nå afgrøderne og planterne mellem solpanelerne, hvilket fremmer en sund vækst. Desuden kan panelerne hæves eller sænkes alt efter projektets behov, så høstmaskiner, mennesker og andre ting kan komme igennem.
3. Drivhuse med solceller
Drivhuse, der udelukkende drives af solenergi, har været en populær trend i de senere år. Det indebærer, at man installerer solcellepaneler på drivhusets tag, som genererer vedvarende energi, der kan føres tilbage til elnettet, lagres eller bruges til drivhusets eget forbrug og behov (såsom belysning, vandingssystem osv.) på en måde, der ikke går ud over produktionen.
4. Integrerede systemer
Saudiarabiske forskere har udviklet en soldrevet anordning, der anvender en ny hydrogel til at dyrke spinat med luftopsamlet vand. Forskerne brugte biproduktet varme fra energiproduktion ved hjælp af solpaneler til at tvinge vand ud af hydrogelen. Vanddampen kondenserer i metalbeholderen nedenunder. Ved at absorbere varmen og sænke panelernes temperatur kan hydrogelen derimod øge solcelleanlæggenes effektivitet med helt op til 9 %.
Dette banebrydende design giver en langsigtet, billig mulighed for at forbedre sikkerheden for fødevare- og vandforsyninger i tørre områder.
5.Dynamisk agrivoltaisk
Det første og mest basale dynamiske system blev skabt i Japan med et spinkelt sæt paneler sat på tynde rør på stativer uden betonfundamenter. Panelerne er nemme at tage af og lette nok til at blive flyttet eller ændret med håndkraft, når årstiderne skifter, og landmanden arbejder på jorden. For bedre at kunne modstå vind, er der efterladt en stor mængde plads mellem hvert solpanel.
Panelernes placering kan optimeres automatisk af nogle nyere typer af agrivoltaiske systemer, som gør brug af et sporingssystem. For eksempel arbejder det schweiziske firma Insolight på statiske, gennemsigtige solpaneler med et integreret sporingssystem. Modulet fokuserer sollyset på solcellerne og har også en dynamisk lystransmissionsmekanisme, der kan justeres, så den opfylder de specifikke krav i landbruget.
Hvad er fordelen ved agrivoltaics?
1. Maksimerer solpotentialet og gør solenergi mere produktivt
Et nyligt offentliggjort studie viste, at landbrugsjord, græsarealer og vådområder alle havde et stort solcellepotentiale. Undersøgelsen viste også, at verdens energibehov kan dækkes af solenergi med så lidt som 1% af landbrugsjorden omdannet til agrivoltaics. Solcelleparkernes produktion og effektivitet kan dog blive kraftigt reduceret af for høj varme. Ved at plante afgrøder direkte under solcellepanelerne kan man reducere deres overfladetemperatur og holde dem i topform. Oregon State University har påvist, at plantning af afgrøder direkte under solcellepaneler kan øge elproduktionen med 10 %.
2. Forøg jordens produktivitet
Med udbredelsen af fotovoltaisk solenergi i hele verden bliver det stadig vigtigere for landmænd at kunne øge deres indkomst ved at dyrke afgrøder og skabe bæredygtig energi. Den globale fotovoltaiske (PV) kapacitet forventes at stige med 19% i 2021 sammenlignet med året før, til i alt 843.086 MW, som rapporteret af International Renewable Energy Agency (IRENA).
3. Reducerer fordampning og øger jordens fugtighed for bedre afgrødevækst
Ved at blokere for solen kan solpaneler spare vandingsudgifter med helt op til 29 procent. Jordfugtigheden øges, og planternes vandbehov opfyldes som følge heraf.
4. Reducerer de negative effekter af varme og ekstremt vejr på afgrøderne
Når mængden af lys, der falder på en afgrøde, rammer lysmætningspunktet, er den ikke længere optimal. Ekstrem varme og kulde kræver begge mere vand fra afgrøderne, hvilket kan beskadige dem eller bremse deres vækst. Ved at vippe solpanelerne, så der falder så meget lys som muligt på afgrøden, kan solcelleanlæg i landbruget (agrivoltaics) afbøde varmestress og andre negative virkninger af dårligt vejr.
5.Gør økosystemer bæredygtige
Ved at forbyde brugen af herbicider, brugen af bistader og dyrehold rundt om jorden og installationen af vegetationshegn, bidrager agrivoltaics til bæredygtig udvikling samt beskyttelse og forbedring af biodiversitet og økosystemer.
De vellykkede implementeringer af agrivoltaics
1.BayWa's Agri-PV-projekt i Holland
I Babberich, Holland, opførte BayWa r.e. et af sine første kommercielle Agri-PV-anlæg. Agri-PV-pilotprojekter implementeret af BayWa r.e. i Holland og Tyskland har bidraget til væksten i sektorens vidensbase. Hvede, kartofler, selleri, blåbær, ribs, hindbær, jordbær og brombær var de primære afgrøder, der blev undersøgt i disse studier.
Dataene viste, at temperaturen under panelerne var to til fem grader køligere end konventionelle havearbejdsteknikker på varme dage. Der vil være mindre varmestress, og mindre vand vil gå tabt gennem fordampning fra jorden. Som en ekstra bonus blev varmen holdt endnu bedre om natten end under de plastikoverdækninger, som landmændene nu bruger til at holde bærrene varme (dette kan føre til, at der bruges mindre plastik på gårdene).
2.Viticulture Agrivoltaics i Frankrig af Sun'Agri
Anlægget blev installeret i vinregionen Hérault i Piolenc som en del af et program, der skulle evaluere effektiviteten af agrivoltaics i forskellige landbrugsmiljøer. Seks hundrede af de tusind kvadratmeter druer, der var plantet i forsøgsprogrammet, blev skygget af deres fleksible agrivoltaiske system.
På grund af dette fald i fordampningen havde de solcellebeskyttede vinstokke brug for 12-34 % mindre vand. Den agrivoltaiske opsætning forbedrede også druens aromatiske profil, hvilket resulterede i en 13% stigning i anthocyaniner (røde pigmenter) og en 9-14% stigning i syreindhold.
Du bør dog også overveje ulemperne ved agrivoltaics
1.Agrivoltaiske systemer er komplicerede og kræver meget tid og mange penge at sætte op og vedligeholde.
De fleste landmænd har ikke den tekniske viden til at implementere agrivoltaics. De kan blive nødt til at tilkalde eksperter, hvis noget går i stykker, som de ikke selv kan reparere. Som et resultat kan omkostningerne ved at hyre en professionel være uden for rækkevidde for mange. Vedligeholdelse af solsystemet er en ekstra udgift, som landmændene skal tage højde for.
2. Noget landbrugsjord skal ofres for at gøre plads til agrivoltaiske systemer.
Da agrivoltaiske systemer også kræver en vis mængde areal, kan det skabe en konflikt mellem de to, når det kommer til at udvide landbrugsjorden. Den største udfordring for udviklingen af agrivoltaiske systemer vil være det fortsatte tab af landbrugsjord. Afhængigt af typen af afgrøde, solpaneler osv. vil agrivoltaiske systemer altid kræve noget landbrugsjord.
3. Skygge fra agrivoltaics-systemer kan påvirke væksten af nogle afgrøder.
Ikke alle planter trives i skyggen. De mest udbredte afgrøder, majs og hvede, bliver alvorligt hæmmet af skygge. Salat, spinat og tomater er skyggetolerante, men de er ikke nok til at opretholde en stor befolkning. Derfor er det vigtigt at finde en fornuftig balance mellem at producere elektricitet og dyrke afgrøder.
I den levende verden af agrivoltaics opstår der en harmonisk synergi mellem teknologi og natur, som tilbyder en vej til en mere bæredygtig fremtid. Når vi navigerer i det komplicerede samspil mellem solenergi og landbrug, så lad os omfavne det løfte, det giver om modstandsdygtige økosystemer, øget produktivitet og en grønnere verden. Gennem omhyggelig overvejelse og innovation er agrivoltaics klar til at belyse vores rejse mod en harmonisk sameksistens mellem energi og landbrug.
Teknologi og natur, der arbejder sammen i agrivoltaics, lover en bæredygtig fremtid. Maysun Solar er en pioner inden for solenergibranchen. Maysun Solars halvskårne, MBB-, IBC- og Shingled-panelmoduler har været førende i branchen siden 2008. Deres helt sorte, sorte ramme-, sølv- og glas-til-glas-solpaneler fungerer godt og supplerer arkitektonisk æstetik. Maysun Solars lagre, kontorer og installatørpartnerskaber spænder over hele kloden. Maysun Solar er din fotovoltaiske ressource.
Reference:
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 kan måske også lide:
