Σε μία εποχή που οι ανάγκες για βιώσιμη ανάπτυξη σε τομείς όπως η ενέργεια και η γεωργία είναι πιο επιτακτικές από ποτέ, η καινοτομία των αγροβολταϊκών συστημάτων (Agrivoltaic systems-AVS), αναδύεται ως πρωτοποριακή λύση.
Τι είναι τα Αγροβολταϊκά συστήματα;
Τα Αγροβολταϊκά συστήματα είναι μια τεχνική που επιτρέπει τη καλλιέργεια φυτών και τη ταυτόχρονη παραγωγή ενέργειας από ηλιακά πάνελ στον ίδιο χώρο. Η ιδέα βασίζεται στη βελτιστοποίηση της χρήσης της γης, ώστε να αυξηθούν τα έσοδα των αγροτών, χωρίς να περιοριστεί η γεωργική παραγωγή. Ταυτόχρονα, η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας συμβάλλει στη μείωση της εξάρτησης από ορυκτά καύσιμα, περιορίζοντας τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα.
Ποιες οι προκλήσεις της χρήσης γης;
Ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα που αντιμετωπίζει η σημερινή γεωργία είναι η έλλειψη καλλιεργήσιμής γης, καθώς πολλές εκτάσεις αξιοποιούνται για βιομηχανική και αστική ανάπτυξη. Ταυτόχρονα, η ζήτηση για ενέργεια αυξάνεται και τα μεγάλης κλίμακας φωτοβολταϊκά πάρκα απαιτούν μεγάλες εκτάσεις. Τα Αγροβολταϊκά συστήματα προτείνουν μια λύση που συνδυάζει αυτές τις δύο ανάγκες, επιτρέποντας τη ταυτόχρονη παραγωγή τροφίμων και ενέργειας, στον ίδιο χώρο.
Ποια τα οφέλη των αγροβολταϊκών συστημάτων;
Τα Αγροβολταϊκά συστήματα προσφέρουν μια σειρά από πλεονεκτήματα τόσο για τους αγρότες όσο και για το περιβάλλον. Κάποια από αυτά είναι:
1. Βελτίωση του μικροκλίματος: Τα φυτά που καλλιεργούνται κάτω από τα ηλιακά πάνελ δημιουργούν ψυχρότερο μικροκλίμα με αποτέλεσμα τη μείωση της θερμοκρασίας των πάνελ κατά 1-2ο C , κάτι που βελτιώνει την απόδοση παραγωγής ενέργειας.
2. Επαναχρησιμοποίηση νερού: Το νερό που χρησιμοποιείται για το καθαρισμό των πάνελ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την άρδευση των καλλιεργειών, αυξάνοντας την αποδοτικότητα της χρήσης των φυσικών πόρων.
3. Μείωση εκπομπών CO2 : Η παραγωγή ενέργειας από τα φωτοβολταϊκά πάνελ παράγει πολύ λιγότερες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα σε σύγκριση με τη παραγωγή ενέργειας από τα ορυκτά καύσιμα, ενώ οι καλλιέργειες απορροφούν επιπλέον CO2 συμβάλλοντας έτσι στη προστασία του περιβάλλοντος.
4. Σκίαση για τις καλλιέργειες: Η σκίαση που προσφέρουν τα πάνελ προστατεύει ορισμένες καλλιέργειες που δεν ευδοκιμούν σε άμεση ηλιοφάνεια, βελτιώνοντας έτσι τη παραγωγικότητα αυτών των φυτών.
Ποιες οι Προκλήσεις και οι Ευκαιρίες;
Παρόλο που τα Αγροβολταϊκά συστήματα φαίνονται πολλά υποσχόμενα, υπάρχουν προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπιστούν. Οι αγρότες ανησυχούν για την επίπτωση που μπορεί να έχουν τα πάνελ στη παραγωγικότητα της γης τους, καθώς και το αν η μόνιμη εγκατάσταση των πάνελ μπορεί να δυσχεραίνει τις γεωργικές εργασίες σε κάποιες περιπτώσεις.
Ωστόσο, οι αγροβολταϊκές λύσεις προσφέρουν μια μεγάλη ευκαιρία για τη μείωση της «ανταγωνιστικότητας» μεταξύ της παραγωγής ενέργειας και της γεωργίας. Αν γίνουν οι σωστές τροποποιήσεις στο σχεδιασμό των πάνελ- όπως η ανύψωσή τους για να διευκολύνεται η πρόσβαση του φωτός στις καλλιέργειες – τα AVS μπορούν να αποτελέσουν μια βιώσιμη λύση για το μέλλον.
Ποιες καλλιέργειες έχουν αναπτυχθεί ανά το κόσμο με τη μέθοδο των αγροβολταϊκών συστημάτων;
Λαχανικά : Ορισμένα λαχανικά έχουν αποδειχθεί ανθεκτικά στις συνθήκες σκίασης που προσφέρουν τα ηλιακά πάνελ, ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις η σκιά βοηθά στη μείωση της υπερθέρμανσης και βελτιώνει την ανάπτυξή τους.
► Μαρούλι: Στη Γερμανία, το μαρούλι έχει καλλιεργηθεί με επιτυχία, όπου η μερική σκίαση των πάνελ βελτίωσε την υγρασία του εδάφους και την ανάπτυξη του φυτού.
► Σπανάκι: Στην Ιαπωνία, καλλιεργείται συχνά σε συνδυασμό με ηλιακά συστήματα, καθώς επωφελείται από τη σκίαση και τη μείωση της εξάτμισης του νερού.
► Πιπεριές και τομάτες: έχουν καλλιεργηθεί σε θερμότερα κλίματα, όπου η σκιά από τα πάνελ προσφέρει προστασία από την έντονη ηλιοφάνεια και τη θερμοκρασία.
Οπωροκηπευτικά και μικρά φρούτα έχουν επίσης ευδοκιμήσει κάτω από ηλιακά πάνελ , λόγω της σκίασης που περιορίζει την υπερβολική ηλιακή έκθεση.
► Φράουλες: Στη Νότια Κορέα
► Μύρτιλα (blueberries): Στις ΗΠΑ, κυρίως στη περιοχή του Όρεγκον, τα μύρτιλα έχουν καλλιεργηθεί με μεγάλη επιτυχία κάτω από ηλιακά πάνελ, με την επιπλέον υγρασία που διατηρείται από τη σκίαση να βελτιώνει την απόδοση.
Αμπέλια: αποτελούν ένα καλό παράδειγμα καλλιέργειας που συνδυάζεται με τα ηλιακά πάνελ. Στη Γαλλία και στη Χιλή, οι αμπελώνες που βρίσκονται σε ηλιόλουστες περιοχές έχουν χρησιμοποιήσει πάνελ για τη μείωση της ηλιακής ακτινοβολίας, βοηθώντας στη σταθεροποίηση των συνθηκών ανάπτυξης των φυτών και στη βελτίωση της ποιότητας των σταφυλιών.
Δημητριακά: Ορισμένες καλλιέργειες δημητριακών έχουν δοκιμαστεί κάτω από ηλιακά πάνελ και η απόδοσή τους εξαρτάται περισσότερο από την ένταση σκίασης.
► Κριθάρι και σιτάρι: σε περιοχές της Γερμανίας και της Γαλλίας, πιο ειδικά σε περιοχές με μεγαλύτερο πρόβλημα υπερθέρμανσης του εδάφους.
Χορτοδοτικές καλλιέργειες: σε πολλές περιπτώσεις, αγροτικές εκμεταλλεύσεις διατηρούν λιβάδια κάτω από τα πάνελ με σκοπό τη βοσκή των ζώων ή τη παραγωγή χορτονομής.
► Τριφύλλι: στις ΗΠΑ, πολλά φωτοβολταϊκά πάρκα εκμεταλλεύονται τις εκτάσεις κάτω από τα πάνελ για τη παραγωγή τριφυλλιού με σκοπό τη βοσκή των ζώων.
Ελαιόδεντρα και εσπεριδοειδή: στη περιοχή της Μεσογείου, όπως στην Ισπανία και την Ιταλία, δοκιμάζεται η καλλιέργεια ελαιόδεντρων και εσπεριδοειδών κάτω από ηλιακά πάνελ. Η προστασία από τον καυτό ήλιο και η συγκράτηση της υγρασίας στο έδαφος βοηθούν αυτές τις καλλιέργειες να ευδοκιμήσουν.
Πως οι ηλιακές εγκαταστάσεις ενισχύουν την επικονίαση και τη βιοποικιλότητα;
Ένα πολύ ενδιαφέρον γεγονός για να Αγροβολταϊκα συστήματα είναι ότι, εκτός από ταυτόχρονη καλλιέργεια και παραγωγή ενέργειας, συμβάλλουν σημαντικά στην αύξηση της βιοποικιλότητας και στην ενίσχυση των επικονιαστών (όπως οι μέλισσες), γεγονός που μπορεί να αυξήσει τη παραγωγή των καλλιεργειών σε γειτονικές εκτάσεις.
Έρευνες δείχνουν ότι σε περιοχές με φωτοβολταϊκά συστήματα που είναι διαμορφωμένες για να φιλοξενούν εγγενή φυτά και άνθη, έχουν παρατηρήσει τριπλασιασμό των εντόμων σε μόλις πέντε χρόνια ενώ ο πληθυσμός των μελισσών αυξήθηκε κατά 20 φορές.
Συμπέρασμα
Αν και δεν είναι όλες οι καλλιέργειες κατάλληλες για να συνυπάρξουν με ηλιακά πάνελ, η πρακτική των αγροβολταϊκών συστημάτων προσφέρει πολλά υποσχόμενες λύσεις για τη ταυτόχρονη καλλιέργεια και παραγωγή ενέργειας. Με προσεκτική διαχείριση και επιλογή κατάλληλων φυτών, η συνύπαρξη αυτών των δύο μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικά οφέλη για τη βιώσιμη γεωργία και την ενεργειακή αυτάρκεια.
ΠΗΓΕΣ
1. https://www.sciencenews.org/article/solar-agriculture-farming-argivoltaic
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261923004944#s0115
3. https://www.mdpi.com/2073-4395/12/6/1415
4. https://www.researchgate.net/publication/358542734_Agrivoltaic_Systems_An_Innovative_Approach_to_Combine_Agricultural_Production_and_Solar_Photovoltaic_System
5. https://www.weforum.org/agenda/2022/07/agrivoltaic-farming-solar-energy/
6. https://metsolar.eu/blog/what-is-agrivoltaics-how-can-solar-energy-and-agriculture-work-together/
7. https://www.mdpi.com/2071-1050/13/12/6871
8. https://cleantechnica.com/2024/01/17/agrivoltaics-solar-panels-habitats-farms/
9. https://cleantechnica.com/2024/02/26/agrivoltaics-may-actually-be-good-for-farms-and-farmers-who-knew/
https://blog.farmacon.gr
