Τα διπλά οφέλη των αγροφωτοβολταϊκών – Πώς μπορούν να καλύψουν την ευρωπαϊκή ζήτηση για ρεύμα

Τις σημαντικές δυνατότητες που έχουν τα αγροφωτοβολταϊκά σε ό,τι αφορά την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας καταγράφει νέα έρευνα του Πανεπιστήμιου του Aarhus στη Δανία, η οποία αναλύει την ισχύουσα κατάσταση και τις  προοπτικές που διανοίγονται στην Ευρώπη στον συγκεκριμένο τομέα.

Σύμφωνα με την έρευνα η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τα αγροφωτοβολταϊκά συστήματα θα μπορούσε να παράγει 25 φορές την τρέχουσα ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας στην Ευρώπη. Συνολικά, η δυνητική δυναμικότητα από αγροφωτοβολταϊκά στην Ευρώπη είναι 51 TW, κάτι που –σύμφωνα πάντα με την έρευνα- θα είχε ως αποτέλεσμα απόδοση ηλεκτρικής ενέργειας 71.500 TWh/έτος.

Με τον όρο αγροφωτοβολταϊκά ορίζεται η διπλή χρήση της γης με τον συνδυασμό γεωργικής παραγωγής και των φωτοβολταϊκών συστημάτων. 

Δεν είναι λίγοι εκείνοι που υποστηρίζουν ότι ένα από τα μεγάλα μειονεκτήματα των φωτοβολταϊκών είναι ότι οι ηλιακοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής καταλαμβάνουν μεγάλες εκτάσεις. 

Ωστόσο, ο συνδυασμός της γεωργικής γης με την ηλιακή ενέργεια είναι ένας από τους τρόπους αντιμετώπισης της συγκεκριμένης πρόκλησης, με οφέλη τόσο για τις επενδύσεις σε φωτοβολταϊκά συστήματα όσο και για τις καλλιέργειες που αναπτύσσονται κάτω από αυτά.

Οι ερευνητές Πανεπιστήμιου του Aarhus  εξέτασαν δύο παράγοντες σκοπιμότητας στα συγκεκριμένα συστήματα: το δυναμικό παραγωγής και τον αντίκτυπο των ηλιακών συλλεκτών στην υποκείμενη γεωργική γη. Στη συνέχεια διερεύνησαν τις δυνατότητες σε ολόκληρη την Ευρώπη.

Στην έρευνα επισημαίνεται ότι οι καλλιέργειες χρησιμοποιούν την ηλιακή ακτινοβολία για να πραγματοποιήσουν φωτοσύνθεση, αλλά μόνο σε ορισμένες περιόδους του έτους και μόνο με ένα μέρος του ηλιακού φάσματος. Για το λόγο αυτό, δοκιμάστηκαν τρεις διαμορφώσεις με διαφορετικές αποστάσεις σειρών και διαφορετικά ύψη, ανάλογα με τον τύπο των καλλιεργειών κάτω από τα πάνελ.

Η ομάδα των επιστημόνων ανέπτυξε ένα μοντέλο που προσομοιώνει τις σκιές σε ηλιακούς συλλέκτες και στο έδαφος, επιτρέποντας μια ακριβή ανάλυση της μείωσης της παραγωγής για κάθε προσομοιωμένη ώρα, αντί να υποθέσει απλώς έναν γενικό παράγοντα απώλειας. 

Η επιλέξιμη γη

Η έρευνα ασχολείται παράλληλα και με τις εκτάσεις που είναι κατάλληλες για την ανάπτυξη της συγκεκριμένης τεχνολογίας, τονίζοντας ότι το μερίδιο της επιλέξιμης γης στις περισσότερες ευρωπαϊκές χώρες είναι μεταξύ 12% και 29%

Ωστόσο, η ανάλυση δείχνει ότι η επιλέξιμη έκταση κατανέμεται αρκετά άνισα στην Ευρώπη. Η πλειονότητα των χωρών στην Ευρώπη που καλύπτονται στην έρευνα, έχουν μερίδια επιλέξιμης γης από 12% έως 29%. Η Ιρλανδία έχει τα περισσότερα, 63,9%, ακολουθούμενη από την Ουγγαρία (58,6%) και τη Δανία (53,9%). Από την άλλη πλευρά, στη Νορβηγία, μόνο το 1% της γης είναι κατάλληλο για την ανάπτυξη αγροφωτοβολταϊκών.

Διπλά οφέλη

Τα αγροφωτοβολταϊκά είναι οικονομικά για τους αγρότες γιατί χρησιμοποιούν τα χωράφια τους δύο φορές με αυτόν τον τρόπο.

Ειδικά σε ξηρές τοποθεσίες, μπορούν να βοηθήσουν στη ρύθμιση της υδατικής ισορροπίας και στην πραγματικότητα να αυξήσουν επιπλέον τις γεωργικές αποδόσεις, σύμφωνα με συμπεράσματα πρόσφατης μελέτης που διεξήχθη από το Ινστιτούτο Έρευνας Οικολογικής Οικονομίας (IÖW) και το Πανεπιστήμιο Δημόσιας Διοίκησης Kehl (HSK).

«Τα Αγροφωτοβολταϊκά προσφέρουν χρήσιμες συνέργειες μεταξύ της γεωργίας και του ενεργειακού τομέα. Αφενός, ανοίγει νέους τομείς για την ενεργειακή μετάβαση. Από την άλλη, βοηθά τους αγρότες να προσαρμοστούν στην κλιματική αλλαγή, επειδή οι ηλιακές μονάδες προσφέρουν προστασία από ακραίες καιρικές συνθήκες, όπως π.χ. ζέστη και δυνατή βροχή», εξηγεί ο Hannes Blum, ενεργειακός οικονομολόγος στο IÖW.

Καλύτερες καλλιέργειες

Επίσης, μελέτη από το Πανεπιστήμιο του Hohenheim στη Στουντγκάρδη της Γερμανίας, έδειξε ότι η γεωργία επωφελείται από τη σκίαση του εδάφους με ηλιακά συστήματα, ειδικά σε ξηρές περιοχές, γιατί εξατμίζεται λιγότερο νερό, το οποίο χρειάζονται τα φυτά.

Τα αγροφωτοβολταϊκά συστήματα μπορούν να βελτιώσουν την ισορροπία του νερού σε περιόδους ξηρασίας σκιάζοντας το έδαφος κάτω από τις μονάδες.

Ως αποτέλεσμα, η σκίαση που παρέχει το ηλιακό σύστημα αυξάνει επίσης τις αποδόσεις της γεωργικής παραγωγής, ακόμη και σε περιόδους με μικρή βροχόπτωση.

Η μελέτη του Πανεπιστημίου του Hohenhei, επιβεβαιώνει επιστημονικά πώς ο συνδυασμός φωτοβολταϊκών και γεωργίας γίνεται όλο και περισσότερο μέρος μιας λύσης που αντιμετωπίζουν τα αγροκτήματα και οι αγρότες σε πολλές περιοχές του κόσμου - συμπεριλαμβανομένης της Γερμανίας και της Ευρώπης: τις φθίνουσες ποσότητες του νερού και τις παρατεταμένες ξηρασίες.

«Όταν το νερό είναι λιγοστό, ωστόσο, τα φυτά επωφελούνται από λιγότερη εξάτμιση και επομένως λιγότερη απώλεια νερού: η απόδοση είναι υψηλότερη από ό,τι στις μη σκιασμένες περιοχές», αναφέρει η μελέτη.