Austrija galėtų panaudoti 90 TWh žemės ūkio elektros energijos, naudodama 5–16 % pasėlių

Austrijos gamtos išteklių ir gyvybės mokslų universiteto Vienoje vadovaujama tyrimų grupė atliko techno{0}}ekonominę šalies agrovoltinių įrenginių potencialo analizę, derindama saulės PV gamybos ir žemės ūkio gamybos pelningumo vertinimus.

„Mūsų žiniomis, mūsų straipsnyje pristatoma pirmoji integruota sistema, apjungianti fotovoltinės elektros energijos gamybos ir žemės ūkio produkcijos modeliavimą agrovoltinės sistemose visos šalies lygiu, įskaitant klimato kaitos poveikį“, – žurnalui pv sakė atitinkama autorė Isabelle Grabner. „Savo tyrime mes ištyrėme augalininkystės produkcijos sumažėjimą Austrijoje dėl saulės fotovoltinės energijos išplėtimo žemės ūkio paskirties žemėje.

„Palyginome agresyvų agrovoltaikų diegimą ir įprastus antžeminius{0}}PV įrenginius, reikalingus klimato neutralumo tikslams pasiekti“, – pridūrė Grabneris. „Be to, agrovoltaikoje parodėme ribotą prisitaikymo prie klimato kaitos poveikį, tačiau pastarieji rezultatai labai priklauso nuo pasirinktų pasėlių, taip pat nuo konkrečios šalies.

Analizei atlikti komanda naudojo modulinę modeliavimo sistemą, naudodama sukurtą programinę įrangą, kur įmanoma, ir prireikus kurdama naujus sprendimus. Sistema yra prieinama internete pagal GPL licenciją. Naudodami ES duomenis iš politikos -integruoto klimato modelio (EPIC), tyrėjai pirmiausia klasifikavo sritis, tinkamas naudoti agrovoltiniame ūkyje, taikydami filtrus, pvz., mažiausiai 1 ha sujungtą pasėlių plotą, maksimalų vidutinį 20 laipsnių nuolydį ir didžiausią 1 950 m aukštį virš jūros lygio.

Elektros gamyba buvo modeliuojama naudojant PVlib, naudojant globalios horizontalios apšvitos (GHI) duomenis iš klimato modeliavimo 1 km tinkle. EPIC buvo naudojamas modeliuojant pagrindinius aplinkos procesus ir augalų augimą sklypo lygmeniu, kasdieniais laiko žingsniais ir 1 km × 1 km erdvine skiriamąja geba. Scenarijai apėmė aplinkos sąlygų ir valdymo praktikos, įskaitant sėjomainą, sąveiką tokiems pasėliams kaip žirniai, sojos pupelės, bulvės, liucerna, vasariniai miežiai ir avižos.

Klimato duomenys buvo pagrįsti 1981–2020 m. stebėjimais ir 2031–2070 m. prognozėmis. Buvo išbandyti du pagrindiniai scenarijai: žemės ūkio gamyba be PV sistemos ir antžeminė -PV be žemės ūkio. Agrivoltaic scenarijus apėmė viršutines stulpines sistemas, nukreiptas į pietus, kurių įrengimo aukštis buvo maždaug 10 m, ir vertikalias dvipuses sistemas su 10 m atstumu tarp eilių ir dvi vertikaliai išdėstytas dvipuses plokštes. Kiekviena sistema buvo vertinama pagal mažų, vidutinių ir didelių sąnaudų scenarijus.

Analizė parodė, kad Austrijoje ant žemės{0}}montuojamos fotovoltinės sistemos sukuria 1 173 MWh/ha, stulpinės agrovoltinės sistemos – 684 MWh/ha, o vertikalios agrovoltinės sistemos – 373 MWh/ha elektros energijos. Pelno koeficientas, palyginti su vien tik žemės ūkio produkcija, svyravo nuo 10:1 iki 50:1 vertikalių sistemų, iki 60:1 su stiebo sistemų ir iki 100:1 ant žemės{14}}montuojamų PV.

„Norint pasiekti 90 TWh per metus elektros energijos iš saulės PV pasėliuose, viršutinę ribą pagal visus klimato neutralumo scenarijus, reikia 5–16 % viso pasėlių ploto“, – padarė išvadą grupė. "Reikalingi plotai ir imituojamas derliaus sumažėjimas reiškia, kad Austrijos augalininkystės nuostoliai siektų 2–6%. Tik agrovoltinės sistemos gali pasiekti produkcijos nuostolius žemiausioje stebimo diapazono dalyje. Agrovoltinių sistemų prisitaikymo prie klimato kaitos poveikis yra nedidelis."

Tyrimo išvados pateikiamos žurnale „Agrovoltinių įrenginių techno-ekonominis potencialas Austrijoje“, paskelbtas Renewable Energy. Tyrime dalyvavo mokslininkai iš Austrijos BOKU universiteto ir Federalinio žemės ūkio ekonomikos instituto.