По словам исследователей, солнечные парки следующего поколения, которые позволяют производить энергию и продукты питания, а также экономить воду, помогут в решении продовольственной проблемы в будущем

С энтузиастами солнечных сельхозугодий побеседовала журналист портала Dezeen Дженнифер Хан, чтобы узнать о растущей популярности агровольтаики и о том, какие тенденции актуальны в этой сфере.

«Агроэлектрические участки помогают увеличить запасы самых незаменимых ресурсов, необходимых для человечества, - продовольствия, воды и энергии. Всеми тремя ресурсами, которые нам нужны, можно эффективно управлять в агроэлектрической системе. Если подумать о населении в будущем, когда к середине века на Земле будет 9 миллиардов человек, солнечные агропарки, работающие синергетически на одном участке, выглядят многообещающе как в поле, так и в городах», - говорит исследователь из Университета штата Колорадо Дженнифер Буссело.

Например, в наземных солнечных парках фотоэлектрические панели расположены довольно далеко друг от друга, чтобы позволить большему количеству солнечного света достигать земли, и высоко подняты в воздух для выращивания под ними сельхозкультур и выпаса мелкого домашнего скота, такого как овцы.

При правильном расположении панелей этот подход защищает растения и животных от чрезмерного тепла, холода и ультрафиолетового излучения, тем самым увеличивая продуктивность.

Кроме того, по мере повышения глобальной температуры панели экономят истощающиеся запасы пресной воды за счет уменьшения испарения как растениями, так и почвой.

По словам Ричарда Рэндл-Боггиса, научного сотрудника Университета Шеффилда, испарение, происходящее под панелями, имеет дополнительное преимущество в виде охлаждения фотоэлектрических панелей и увеличения производства электроэнергии.

Однако, солнечные парки до сих пор часто получают отказ в разрешении на строительство и сталкиваются с противодействием со стороны сельских общин и фермеров, обеспокоенных тем, что фотоэлектрические батареи «испортят» местный ландшафт и выведут из эксплуатации плодородные сельскохозяйственные угодья.

Ученые и компании, производящие оборудование для солнечных парков, стараются изменить предвзятое мнение. Они показывают, как неиспользуемое пространство под солнечными панелями можно перепрофилировать на благо людей и природы.

Самый простой способ включает посадку цветущих растений рядом и под фотоэлектрическими панелями. Это улучшает биоразнообразие и, возможно, даже увеличивает урожайность на соседних полях.

Более продвинутые агроэлектрические системы, где солнечные батареи размещаются вместе с пищевыми культурами, разрабатывались в континентальной Европе, а также в некоторых частях Восточной Азии и США в течение последних 15 лет и встречаются все чаще. Эти системы достигли приличной мощности - с 5 до 14 000 мегаватт в период с 2012 по 2021 годы.

Сколько еды и энергии может быть произведено в результате агроэлектрического проекта, зависит от местоположения системы, выращиваемых культур и расположения панелей.

Исследователи экспериментируют с новыми технологиями, такими как полупрозрачные солнечные панели, вертикальные фотоэлектрические «заборы» или лампы для выращивания растений, установленные на нижней стороне традиционных панелей, чтобы повысить производительность агроэлектрических систем в условиях недостатка света в таких странах с прохладным климатом как Германия и Дания.

До сих пор наилучшие результаты от агроэлектрических систем были достигнуты в жарких условиях выращивания, таких как Аризона: производство помидоров черри удвоилось, а перца утроилось под солнечными батареями.

«В таких условиях очень жарко, и если дать немного больше тени этим культурам, это пойдет им на пользу», - говорит Томас Хики из энергетической компании Sandbox Solar. 

Рэндл-Боггис получил аналогичные результаты на тестовом участке в Кении, где панели были размещены с более высокой плотностью, чтобы защитить урожай от солнца и ультрафиолетового излучения, что позволило увеличить выработку электроэнергии при одновременном снижении количества воды, необходимой для орошения капусты, на 47 процентов – урожай собрали на 24 процента больше.

По словам Рэндл-Боггиса, агровольтаика особенно это важна для таких стран, как Кения, где беспрецедентные засухи , вызванные глобальным потеплением, уже влияют на продовольственную и водную безопасность, а покупка электроэнергии из национальной сети обходится чрезвычайно дорого.

Солнечные панели для сити-фермерства – еще одна направление. Выращивание сельхозкультур на крыше представляет собой суровую среду с жаркими температурами и дефицитом влаги. Поскольку солнечные панели является испарительными охладителями, они действительно приносят пользу растениям, говорят эксперты.

К примеру, в таком изменчивом климате, как в Колорадо, где Буссело управляет одним из самых первых испытательных участков, посвященных агроэлектростанциям на крышах, панели доказали, что они защищают растения при ночных похолоданиях, отдавая накопленное за день тепло.

«Это все равно, что иметь мини-теплицу без стенок, - говорит она. – В конечном счете, агроэлектростанции на крышах помогут сконцентрировать основные ресурсы там, где они больше всего нужны, поскольку ожидается, что к 2050 году более двух третей населения мира будет жить в городах».

Агроэлектроэнергетика в настоящее время находится в начале пути, хотя ученые уже приступили к составлению графиков, какие конфигурации и культуры следует использовать в различных климатических условиях для получения оптимальных урожаев. Компания Sandbox Solar сейчас разрабатывает программное обеспечение для агроэлектрического проектирования и моделирования под названием Spade, которое поможет получить рекомендации по производству в агровольтаике, а также прогнозы расходов и прибыли, окупаемости инвестиций.

Как правило, установка солнечных систем стоит дорого из-за более крупных и сложных монтажных конструкций, необходимых для удержания панелей. По словам Буссело, например, установка агровольтаики на крыше может стоить в три раза дороже, чем установка традиционной плоской крыши.

«Это высокие первоначальные капитальные затраты, - пояснила она. - Но долгосрочная окупаемость инвестиций потрясающая, потому что в конечном итоге вы защищаете водные, энергетические и пищевые системы».

Источник - https://www.agroxxi.ru/selhoztehnika/stati/agroyelektricheskie-selhozugodja-vygodny-v-pole-i-na-kryshe-doma.html