Avstrija bi lahko izkoristila 90 TWh agrovoltaike z uporabo 5–16 % obdelovalnih površin

Raziskovalna skupina, ki jo vodi avstrijska Univerza za naravne vire in znanosti o življenju na Dunaju, je izvedla tehno-ekonomsko analizo potenciala kmetijsko-napetostnih naprav v državi, pri čemer je združila ocene dobičkonosnosti tako za solarno fotovoltaično proizvodnjo kot za kmetijsko proizvodnjo.

"Kolikor vemo, naš članek predstavlja prvi integrirani okvir, ki združuje simulacijo proizvodnje PV električne energije in kmetijske proizvodnje za agrovoltaične sisteme na ravni celotne države, vključno z vplivi podnebnih sprememb," je za revijo pv povedala avtorica Isabelle Grabner. »V naši raziskavi smo preučevali zmanjšanje pridelave poljščin v Avstriji zaradi širjenja sončne PV na kmetijska zemljišča.

"Primerjali smo agresivno uvajanje agrivoltaike in tipičnih zemeljskih-fotovoltaičnih naprav, ki so potrebne za doseganje ciljev podnebne nevtralnosti," je dodal Grabner. "Poleg tega smo pokazali omejene učinke prilagajanja podnebnim spremembam pri agrovoltaiki, vendar so slednji rezultati močno odvisni od izbranih pridelkov in-posebnosti države."

Za izvedbo analize je ekipa uporabila modularni simulacijski okvir, pri čemer je uporabila uveljavljeno programsko opremo, kjer je bila na voljo, in po potrebi razvila nove rešitve. Ogrodje je na voljo na spletu pod licenco GPL. Z uporabo podatkov EU iz poli-integriranega podnebnega modela (EPIC) so raziskovalci najprej razvrstili območja, primerna za agrivoltaično uporabo, pri čemer so uporabili filtre, kot so najmanjša povezana obdelovalna površina 1 ha, največji povprečni naklon 20 stopinj in največja nadmorska višina 1950 m.

Proizvodnja električne energije je bila simulirana s PVlib z uporabo podatkov o globalnem horizontalnem obsevanju (GHI) iz podnebne simulacije na 1 km mreži. EPIC je bil uporabljen za modeliranje ključnih okoljskih procesov in rasti rastlin na ravni ploskve, z dnevnimi časovnimi koraki in prostorsko ločljivostjo 1 km × 1 km. Scenariji so vključevali interakcije med okoljskimi pogoji in praksami upravljanja, vključno s kolobarjenjem, za pridelke, kot so grah, soja, krompir, lucerna, poletni ječmen in oves.

Podnebni podatki so temeljili na opazovanjih v letih 1981–2020 in projekcijah v letih 2031–2070. Preizkušena sta bila dva izhodiščna scenarija: kmetijska proizvodnja brez fotonapetostnega sistema in zemeljska-fotovoltaična proizvodnja brez kmetijstva. Agrivoltaični scenariji so vključevali nadzemne sisteme s stojnicami,-obrnjene proti jugu z višino namestitve približno 10 m, in navpične bifacialne sisteme z razdaljo v vrsti 10 m in dvema bifacialnima ploščama, zloženima navpično. Vsak sistem je bil ovrednoten po scenarijih nizkih, srednjih in visokih stroškov.

Analiza je pokazala, da v Avstriji zemeljski-fotovoltaični sistemi proizvedejo 1173 MWh/ha, agrovoltaični sistemi s stojnico 684 MWh/ha in vertikalni agrovoltaični sistemi 373 MWh/ha električne energije. Razmerja dobička glede na samo kmetijsko proizvodnjo so se gibala od 10:1 do 50:1 za vertikalne sisteme, do 60:1 za sisteme s stojnicami in do 100:1 za talno-montažne PV.

"Za doseganje 90 TWh/leto proizvodnje električne energije iz sončne fotonapetostne površine na obdelovalnih površinah, kar je zgornja meja v vseh scenarijih podnebne nevtralnosti, je potrebna količina 5%–16% celotne površine pridelkov," je zaključila ekipa. "Zahtevana območja in simulirano zmanjšanje donosa pomenijo, da bi izguba v avstrijski pridelavi pridelka dosegla 2%–6%. Samo agrovoltaični sistemi lahko dosežejo izgube proizvodnje na spodnjem koncu opazovanega območja. Učinki agrovoltaičnih sistemov na prilagajanje podnebnim spremembam so majhni."

Ugotovitve raziskave so na voljo v "Tehno-ekonomski potenciali agrivoltaičnih naprav v Avstriji," objavljenem v Renewable Energy. V študiji so sodelovali raziskovalci z avstrijske univerze BOKU in Zveznega inštituta za kmetijsko ekonomijo.