Agro-fotonaponski sistemi predstavljaju savremenu tehnologiju koja omogućava korišćenje poljoprivrednog zemljišta za simultanu proizvodnju poljoprivrednih kultura i električne energije. Ovi sistemi odgovaraju različitim poljoprivrednim radovima uz odgovarajuće dodatne troškove za izgradnju solarne elektrane. Spektar upotrebe zemljišta kreće se od uzgoja specijalnih usjeva i raznih ratarskih kultura do njegovog korišćenja za ispašu različitih vrsta stoke, sve uz minimalne razlike u podešavanju instaliranog fotonaponskog sistema.
Agrosolar treba da bude agroenergetski projekat koji povećava efikasnost korišćenja zemljišta i omogućava proširenje fotonaponskih kapaciteta uz zadržavanje plodnih obradivih površina za poljoprivredu.
Tehnologija agro-fotonaponskih sistema se posljednjih godina veoma dinamično razvija i prisutna je u skoro svim regionima svijeta. Instalisana snaga agrosolara se eksponencijalno povećala od izgradnje prvih sistema i to od 5 MWp (MWp-megawatt peak – nominalna snaga solarnog modula) u 2012. godini do pribl. 2,9 GWp u 2018. i više od 14 GWp u 2021. godini. Programi nacionalnog finansiranja prisutni su u Japanu (od 2013), Kini (2014), Francuskoj (2017), SAD (2018), a odnedavno i u Koreji.
Prednosti agro-fotonaponskih sistema
Ogromna površina dostupnog poljoprivrednog zemljišta ima i enorman potencijal za instaliranje agro-fotonaponskih sistema čija je uloga, osim da proizvode električnu energiju, zaštita poljoprivrednih usjeva od gubitaka usljed grada, mraza ili suše.
Cijena ugradnje agrosolara niža je od cijene ugradnje manjih fotonaponskih sistema na krovovima objekata.
Treba imati u vidu da se agro-energetski projekti suočavaju i sa izazovima poput nedefinisane pravne regulative koja bi predvidjela dualnu upotrebu zemljišta, nepostojanja državnih subvencija za ovu vrstu tehnologije niti povlašćene cijene za proizvodnju električne energije na ovaj način.
Kroz različita istraživanja, ovaj put naučnika sa Univerziteta u Arizoni, više puta je potvrđena prednost uzgoja usjeva u hladu solarnih panela sa zaključkom da se kombinacijom solarnih elektrana i poljoprivredne proizvodnje proizvodi više električne energije, ostvaruju se veći prinosi, i sve to uz korišćenje manjih količina vode. Uštede vode su pritom svakako od najveće važnosti, posebno za poljoprivrednike u Arizoni ili drugim sušnim predjelima gdje je za uzgoj usjeva presudno upravo navodnjavanje. Ne treba izgubiti iz vida i da su kao posljedica klimatskih promjena suše sve učestalije, a vodostaji rijeka sve niži.
– Koja namjena zemljišta nam je važnija? Moramo li se odlučiti za proizvodnju hrane ili energije? U našem istraživanju smo došli do zaključka da kombinacija ove dvije proizvodnje nije samo moguća, već je i vrlo korisna – rekao je Greg Baron-Gaford, profesor na Univerzitetu u Arizoni.
Istraživači sa Univerziteta u Arizoni su za sprovođenje ovog eksperimenta odabrali zemljište na tri različite lokacije – jedno je korišćeno isključivo za tradicionalni uzgoj usjeva, drugo samo za postavljanje fotonaponskih panela, a treće zemljište bilo je namjenjeno poljoprivrednoj proizvodnji ispod solarnih panela. Odabrane su i tri poljoprivredne kulture i to dvije sorte paprika – čiltepin i halapenjo, i čeri paradajz.
Prema časopisu Science Daily, istraživači su na ove tri lokacije kontinuirano pratili jačinu svijetla, temperaturu vazduha i njegovu vlažnost. Zemljišta koja su bila namijenjena za uzgoj ove tri poljoprivredne kulture bila su navodnjavana istim količinama vode, a testirana su dva načina – dnevno navodnjavanje i navodnjavanje svakog drugog dana.
Porast prinosa usjeva
-Otkrili smo da usjevi bolje napreduju u hladu solarnih panela jer nisu izloženi direktnoj sunčevoj svjetlosti – kazao je Baron-Gaford. -Zapravo, ukupna proizvodnja čiltepin paprika bila je tri puta veća ispod solarnih panela, dok je prinos čeri rajčica bio dvostruko veći.
Kod halapenjo paprika u oba je slučaja proizvedena ista količina, ali je ispod solarnih panela postignut je čak 65% manji gubitak transpiracijske vode.
-Istovremeno smo otkrili da oba načina navodnjavanja danima mogu podržavati rast usjeva, slično kao i u uobičajenoj poljoprivrednoj praksi. Ovo otkriće sugeriše da bismo uz smanjenu potrošnju vode mogli zadržati isti nivo uzgoja usjeva – dodao je Baron-Gaford uz napomenu kako je vlažnost tla pod solarnim panelima ipak bila približno 15% veća, čak i uz navodnjavanje svakog drugog dana.
Agro-fotonaponski sistemi donose i druge benefite
Kako se solarni paneli zagrijavaju, njihova se efikasnost smanjuje. Istraživači su ih uspjeli „rashladiti“ uzgojem poljoprivrednih kultura ispod samih fotonaponskih ploča.
-Zagrijavanje solarnih panela sprječava se isparavanjem vlage iz usjeva koji ispod njih rastu, odnosno njihovim ispuštanjem vode kroz prirodni proces transpiracije. Sve navedeno ukazuje na činjenicu da je ovakav način proizvodnje energije i hrane dobitna kombinacija. Poboljšava se način na koji uzgajamo hranu, postižu se uštede pri korišćenju dragocjenih vodnih resursa i proizvodi obnovljiva energija.
Kada je u pitanju količina proizvedene električne energije, mjerenjem učinkovitosti fotonaponskih panela došlo se do procjene da se njihovim hlađenjem postiže povećanje proizvodnje električne energije za oko 3 % u ljetnim mjesecima, što u prosjeku predstavlja porast od 1 % za cijelu godinu. Ekonomska isplativost proizvodnje koja kombinuje agro-fotonaponski sistem i poljoprivredu daleko je veća u odnosu na samo jedan vid proizvodnje, bilo poljoprivredne ili isključivo električne energije.
Prir. M.L.-M.M.
