Австрия може да оползотвори 90 TWh агриволтаика, използвайки 5–16% от обработваемата земя

Изследователска група, ръководена от Австрийския университет за природни ресурси и науки за живота, Виена, проведе техно-икономически анализ на потенциала на агроволтаичните инсталации в страната, комбинирайки оценки на рентабилността както за слънчево фотоволтаично производство, така и за селскостопанско производство.

„Нашата статия представя, доколкото ни е известно, първата интегрирана рамка, съчетаваща симулация както на фотоволтаично производство на електроенергия, така и на селскостопанска продукция за агроволтаични системи на ниво цяла държава, включително въздействието върху изменението на климата“, каза съответният автор Изабел Грабнер пред pv magazine. „В нашето изследване ние изследвахме намаляването на производството на култури в Австрия поради разширяването на слънчевата фотоволтаична енергия върху земеделските земи.

„Сравнихме агресивното внедряване на агриволтаици и типичните наземни-монтирани фотоволтаични инсталации, необходими за постигане на целите за неутралност на климата“, добави Грабнер. „Освен това показахме ограничени ефекти от адаптирането към изменението на климата при агриволтаика, но последните резултати зависят силно от избраните култури, както и от -конкретната страна.“

За да извърши анализа, екипът използва модулна рамка за симулация, като използва установен софтуер, където е наличен, и разработва нови решения, ако е необходимо. Рамката е достъпна онлайн под GPL лиценз. Използвайки данни на ЕС от политически-интегрирания климатичен модел (EPIC), изследователите първо класифицираха райони, подходящи за агриволтаична употреба, като приложиха филтри като минимална свързана обработваема площ от 1 ха, максимален среден наклон от 20 градуса и максимална надморска височина от 1950 м над морското равнище.

Производството на електроенергия беше симулирано с PVlib, като се използват данни за глобално хоризонтално облъчване (GHI) от климатична симулация на мрежа от 1 km. EPIC беше използван за моделиране на ключови екологични процеси и растеж на растенията на ниво парцел, с ежедневни времеви стъпки и пространствена разделителна способност от 1 km × 1 km. Сценариите включват взаимодействия между условията на околната среда и практиките на управление, включително сеитбообращението, за култури като грах, соя, картофи, люцерна, летен ечемик и овес.

Данните за климата се основават на наблюдения от 1981–2020 г. и прогнози от 2031–2070 г. Бяха тествани два базови сценария: селскостопанско производство без фотоволтаична система и наземно-монтирана фотоволтаична система без селско стопанство. Агроволтаичните сценарии включват надземни наклонени системи, обърнати на юг с височина на инсталиране от приблизително 10 m, и вертикални двустранни системи с разстояние между редовете 10 m и два двустранни панела, подредени вертикално. Всяка система беше оценена при сценарии с ниски, средни и високи разходи.

Анализът показа, че в Австрия наземните-фотоволтаични системи генерират 1173 MWh/ha, агроволтаичните агроволтаични системи на кокили 684 MWh/ha и вертикалните агроволтаични системи 373 MWh/ha електроенергия. Коефициентите на печалба по отношение само на селскостопанската продукция варираха от 10:1 до 50:1 за вертикални системи, до 60:1 за системи на кокили и до 100:1 за-монтирани на земята PV.

„За постигане на 90 TWh/г генериране на електроенергия от слънчеви фотоволтаици върху обработваема земя, горна граница във всички сценарии за неутралност на климата, е необходимо количество от 5%–16% от общата площ на културите“, заключава екипът. „Необходимите площи и симулираното намаление на добива предполагат, че загубата в австрийското растениевъдство ще достигне 2%–6%. Само агриволтаичните системи могат да постигнат производствени загуби в долния край на наблюдавания диапазон. Ефектите от адаптирането към изменението на климата на агроволтаичните системи са незначителни.“

Констатациите от изследването са достъпни в „Техно-икономическият потенциал на агроволтаичните инсталации в Австрия“, публикуван в Renewable Energy. Изследователи от австрийския университет BOKU и Федералния институт по селскостопанска икономика са участвали в проучването.