Forskare vid universitetet i Lisboa och Militärakademin i Portugal har genomfört en studie om livskraften föragrovoltaiksystem för att tillgodose behovet av både energi- och livsmedelssäkerhet. Studien fann att åtskilda rader av solcellsmoduler (PV) i kombination med skuggvänliga grödor hade den mest lovande avkastningen och en återbetalningstid på mindre än fem år.
Portugals klimategenskaper gör det till en lämplig plats för solproduktion och cirka 12 % av landets nationella territorium är utsett som National Agriculture Reserve (RAN) för jordbruksändamål.Agrivoltaiksystem, integrationen av jordbruk och solproduktion, även kalladsoljordbruk, skulle kunna vara en innovativ lösning för att använda den utsedda marken samtidigt som den genererar förnybar energi för att ta itu med energisäkerhetsproblem.
Gruppen fann att agrovoltaiska system kan uppnå en återbetalningstid på fem år eller mindre och generera mer värde än bara PV-system eller bara jordbruksproduktion på marken. Dessutom, när forskarna studerade två typer av layouter – en med förhöjda paneler och en med åtskilda rader av paneler – noterade forskarna att den åtskilda lösningen har en något högre potential än den förhöjda.
Teamet inkluderade en regelbunden PV-implementering för jämförelse och studerade scenarier där all energi som producerades av panelerna såldes direkt till marknaden med hjälp av ett beräknat värde. Analysen antog att bonden har en PPA och säljer energin till €{{0}},043 ($0,046,34)/kWh. Monokristallina kiselsolceller valdes för PV-systemen. För att bestämma återbetalningsperioden valdes olika parametrar med hjälp av PVsyst-mjukvaran, inklusive initial investering och drift- och underhållskostnader och energiförsäljningspriser.
För den åtskilda PV-projektlayouten användes ett stigningsavstånd på 20 m, vilket skapade minst 15 m utrymme mellan de två raderna med vardera åtta moduler, för totalt 16 moduler. Modulerna hade en lutningsvinkel på 55 % till -55 %, och spårare användes för att följa solens rörelse och optimera effektuttaget. I den förhöjda PV-arraylayouten installerades alla 16 moduler i en enradsserie för att minska skuggning på grödorna under dem. Återigen valdes en lutningsvinkel på 55 % till -55 % med hjälp av spårare. Men i Valverdinho-installationen skapade terrängen för mycket skuggning, så lutningsvinkeln justerades till 45 % och -45 %.
Resultaten av forskningen visade att de föreslagna projekten hade en lägre utjämnad energikostnad (LCOE) än energipriset på den iberiska marknaden, med återbetalningsperioder på cirka 4-5 år.
Agrivoltaics kombinerar principerna för hållbart jordbruk och förnybar energiproduktion. Genom att skugga grödor kan PV-moduler minska mängden vattenavdunstning och bibehålla svalare temperaturer, vilket leder till ökade skördar. Samtidigt genererar solpaneler förnybar energi som kan säljas eller användas av bönderna själva, vilket minskar deras beroende av fossila bränslen.
Denna studie belyser potentialen för agrivoltaics att erbjuda en win-win-lösning genom att ta itu med både livsmedels- och energisäkerhetsfrågor, samtidigt som de främjar hållbara jordbruksmetoder. När världens befolkning fortsätter att växa, kommer innovation och kreativa lösningar som agrovoltaik att vara nyckeln till att möta de utmaningar vi står inför under de kommande åren.
