Агривольтаика (или агрофотовольтаика) – это недавно разработанная системная технология, позволяющая одновременно использовать земли для производства сельскохозяйственной продукции и размещения солнечных электростанций.
«Количество сельскохозяйственных угодий очень ограничено», – объясняет профессор Института ландшафтной и растительной экологии в Университете Хоэнхайм в Германии Петра Хёги. – Поэтому имеет смысл удвоить их назначение и использовать имеющиеся земли для производства и продуктов питания, и энергии».
Исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports , показывает, что если бы менее 1% сельскохозяйственных земель было преобразовано в солнечные батареи, этого было бы достаточно для удовлетворения глобального спроса на электроэнергию.
Существуют три типа активного использования агривольтаики:
Размещение навесных солнечных модулей над сельхозкультурами;
Парники/теплицы с солнечными модулями.
Установка солнечных модулей с промежутками между ними, обеспечивающими достаточное солнечное освещение для выращивания сельхозкультур.
Благодаря этому, фермер получает, кроме урожая, дополнительно электроэнергию, которую может продавать по высокому «зеленому тарифу».
Проекты солнечной энергетики обеспечивают фермеру диверсификацию бизнеса и стабильный доход, который не зависит от изменений урожайности и цен на энергоносители, обеспечивая, таким образом, минимизацию рисков от возможных потерь урожая.
«Проекты по агривольтаике выгодны именно тем, что они позволяют перестраховать аграрный бизнес от возможных убытков из-за низкой урожайности, падения цен на зерно/мясо/птицу и т.д. Также такие проекты могут быть совмещены с выращиванием нишевых ягодных культур, таких как например голубика, малина, крыжовник и др., или развитием питомника садовых и плодово-ягодных культур», – подчеркивает эксперт.
Подобные проекты по агрофотовольтаике уже функционируют в Германии, Франции, Италии и Японии.
Также солнечные проекты могут удовлетворять нужды в отоплении, вентилировании производственных помещений (элеваторов, теплиц, ферм) и получении технологической энергии для систем автономного полива.
Гладкий подчеркивает, что в Украине, в связи с высокими ставками «зеленого тарифа», проекты по агривольтаике выгодны именно при продаже электроэнергии. Сейчас для наземных СЕС зеленый тариф составляет 0,15 евроцентов и 0,163 – для крышных СЕС.
Средняя окупаемость наземной СЭС В Украине составляет около 5-6 лет.
(В связи с тем, что проекты по агривольтаике предполагают нестандартные решения по монтажу и конструктивной части, срок их окупаемости может варьироваться, в зависимости от технического решения на каждом объекте. Разумеется, все расчеты производятся применительно к конкретному фермерскому, полевому или другому объекту.)
В полях
Как вы знаете, растения бывают светолюбивые и теневыносливые. Исследования доказали, что точка насыщения светом у разных сельскохозяйственных культур отличается.
Например, некоторое затенение положительно отражается на урожайности лука, огурцов, салата. Урожайность картофеля при 70% затенения только повышается.
Не реагируют на затенение от солнечных панелей: ячмень, овес, кабачки, горох, рис, морковь, капуста, редис.
Не любят затенение такие традиционные для украинского фермера культуры, как пшеница, кукуруза, подсолнечник.
Виноградники и фруктовые сады также могут уплотняться солнечными панелями, однако только такими, которые не затеняют растения полностью и оставляют доступ солнечным лучам.
На прибыльность таких СЭС влияют:
угол наклона солнечных панелей,
высота их установки,
уровень локального солнечного освещения,
климат.
Солнечные станции, ориентированные на юг, могут перегреваться, поэтому обычно рекомендуем ориентировать панели на юго-восток.
Еще современное решение, повышающее прибыльность СЭС на 104%, – двухсторонний солнечный модуль. Он улавливает не только прямой солнечный свет, но и тот, который отражается от земли. Особенно такой двусторонний модуль хорошо работает, когда лежит снег, а сам модуль установлен на крыше.
В пилотном проекте http://www.agrophotovoltaik.de/ возле Боденского озера на немецко-швейцарской границе исследователи из нескольких институтов проверяют возможности и преимущества агрофотовольтаики.
На 2,5 гектарах пахотных земель органическая сельскохозяйственная компания выращивает пшеницу, картофель, сельдерей и смесь клевера с другими травами – часть культур находится под фотоэлектрическими панелями, установленными на специальных стендах на высоте пяти метров. Другой участок поля обрабатывается обычным способом, и не затенен солнечными батареями.
На теплицах
Теплицы в Европе часто снабжают солнечными панелями, дающими электроэнергию для их обогрева и вентиляции. В то же время, в летний период при излишнем нагревании производительность СЭС падает.
Решением, по опыту Гладкого, является применение конструкции в форме крыла бабочки, которая открывает часть крыши.
Таким образом, доходность теплицы вырастает на 30%, по данным Solar Systems.
На фермах
В Германии солнечные панели устанавливают на крышах молочных ферм, а полученную электроэнергию используют здесь же для ухода за животными и производства.
Гладкий обращает внимание на то, что пик генерации электроэнергии происходит днем между доениями. Поэтому при использовании СЭС на фермах придется ставить аккумуляторные батареи для хранения или сдвигать график кормления животных, чтобы смещать потребление электроэнергии на пик выработки днем.
В летний период хорошим решением будет выпас скота в тени солнечных панелей, которые дадут животным тень. В Австралии, например, где климат еще более жаркий и сухой, чем в Украине, солнечные панели устанавливают над кормушкой животных на выпасе, что обеспечивает электроэнергию для автономных систем поилок коров и даже вентиляторов для охлаждения животных.
С помощью электроэнергии от солнечных панелей на свинофермах и птицефабриках происходит круглосуточное автономное кормление животных.
На воде
Если на территории вашего хозяйства имеется озеро, пруд или другой водоем, то солнечные электростанции можно разместить и над поверхностью воды. Панели затеняют водоем, уменьшают за счет этого его нагрев солнечными лучами, цветение и испарение воды. Двойная польза: от воды панель охлаждается и лучше генерирует электроэнергию.
При разведении рыбы, особенно карпа, стоит установить солнечные панели, которые дадут электроэнергию для насоса, закачивающего со дна холодную воду. Преимуществами такого решения будет возможность автономно обеспечивать рыбное хозяйство электроэнергией для поддержания необходимой температуры воды 17 °С.
Хороший запас кислорода поддерживает рыбу здоровой зимой и летом. Компенсатор нагнетает воздух в водоем в течение часа дневного света. В зимнее время, он предохраняет небольшую часть воды от замерзания. Но, что еще более важно, свежий воздух закачивается в воду и поддерживает уровень кислорода для рыбы зимой и летом.
«Сейчас в Украине нет законодательства, регламентирующего строительство СЭС на водных ресурсах с целью получения «зеленого тарифа». В связи с чем, проекты аквавольтаики могут быть реализованы для автономного обеспечения рыбных хозяйств, питомников, водохранилищ и т.д.», – рекомендует эксперт.
Напоследок важный момент: фермеры, желающие получить от своих земель и солнца над ними максимум, не должны спешить сразу приобретать оборудование. Еще до принятия решения о строительстве объекта и расчета стоимости такой СЭС грамотный подрядчик должен предложить составить технико-экономическое обоснование строительства ТЭО и предусмотреть возможность и сроки получения всех возможных разрешений.
Пример: Система мощностью 30 кВт стоит около 45 тыс. долл. (включая оборудование и установку). Вырабатывать такая станция будет порядка 36 000 мТт/ч в год, то есть приносить доход около 6000 евро. Срок окупаемости составит около 7 лет.
Источник: журнал "Мой бизнес"