Agrofotovoltinė energija: saulės energija virš pasėlių

Saulės ūkiams reikia žemės, o geriausia saulės energijai skirta žemė – atvira, plokščia ir saulėta – dažnai būna dirbama žemė. Tai sukuria tylų konfliktą tarp maisto ir energijos. Agrofotovoltinė energija (dar vadinama agrofotovoltine arba saulės energijos dalijimosi technologija) bando ją ištirpinti: plokštės ant aukštų atramų arba plačiai išdėstytos eilėse, po jais ir tarp jų auginami pasėliai ar ganyklos.

Sąžininga santrauka: įrodyta, kad agrofotovoltinė sistema padidina bendrą hektaro produkciją, dažnai nuo 50 iki 80%, tačiau ji visada atiduoda šiek tiek elektros energijos, palyginti su įprastu saulės ūkiu, dažnai atiduoda tam tikrą derlių, palyginti su atviru lauku, ir kainuoja daugiau nei pastatyti. Jis laimi ten, kur šešėlis padeda pasėliams, kur žemė yra pernelyg vertinga, kad jos būtų atsisakyta, arba kur taisyklės reikalauja tęsti ūkininkavimą.

Kas tai yra

Yra trys bendri dizainai (Fraunhofer ISE, 2024):

• Viršutinės (stovo) sistemos. Plokštės ant rėmo keturių iki šešių metrų aukščio, kad traktoriai ir kombainai galėtų praeiti po jais. Geriausiai ištirtas pavyzdys yra Hegelbach pietų Vokietijoje.
• Tarpinių sistemų. Plokščių eilės normaliame aukštyje su plačiomis juostomis tarp jų. Vienas iš variantų – vertikalios, dvipusės (bifacialios) plokštės, orientuotos į rytus ir vakarus: Eppelborn-Dirmingen mieste Vokietijoje 2 MW vertikali sistema palieka bent 90 % žemės dirbamai.
• Ganykla ir apdulkintojų buveinė po įprastiniais saulės ūkiais. Avys po plokštėmis yra įprastos; ūkininkavimo vertė vienam hektarui yra mažesnė, o kai kurie ekspertai apskritai nelaiko to agrovoltaika.

Šiltnamiai su saulės stogais ir plokštėmis virš vaisių, vynuogių ir uogų sodų (kur jie gali pakeisti krušos tinklus ir plastikinius dangčius) yra tarp šių tipų.

Kaip tai veikia

Šviesa dalijamasi, o ne dvigubai. Saulės šviesa lauke yra fiksuotas biudžetas: apie 1000–2000 kWh vienam kvadratiniam metrui per metus daugelyje ūkininkavimo regionų. Plokštės perima dalį jo, o pasėliai gauna likusią dalį. Triukas yra tas, kad daugelis kultūrų negali naudoti pilnos vasaros saulės šviesos. Fotosintezė lapuose kyla su šviesa ir tada išlygina šviesos prisotinimo tašką; virš jo papildoma šviesa prideda šilumos ir vandens streso, o ne augimo. Šešėliui atsparūs augalai, tokie kaip lapinės daržovės, dobilų žolė, daugelis vaisių ir uogų anksti prisotinami ir mažai praranda, kai dalis šviesos pašalinama (Fraunhofer ISE, 2024). Saulės alkani pasėliai, pavyzdžiui, kukurūzai ar kviečiai, vėsiais metais praranda daugiau.

Žemės ekvivalento santykis. Standartinis būdas spręsti apie bendrą lauką yra LER = Y_crop,shared / Y_crop,alone + Y_power,shared / Y_power,alone. Paprastai tariant: pridėkite įprasto derliaus dalį, kurią vis dar gaunate, prie įprasto saulės energijos parko elektros dalies, kurią gaunate. 1,0 LER reiškia, kad dalintis nėra geriau nei padalinti žemę į dvi dalis; 1,6 reiškia, kad bendrai naudojamas hektaras atlieka darbą, kurį atliktų 1,6 atskirų. Dupraz ir jo kolegų modeliavimas prognozavo nuo 1,35 iki 1,73 kviečiams ir saulės energijai pietų Prancūzijoje (Dupraz et al., 2011).

Pavėsis keičia mikroklimatą. Po plokštėmis pavasarį ir vasarą dirvožemis išlieka vėsesnis, mažiau vandens išgaruoja, o karštu, sausu laikotarpiu pasėliai gali būti geresni nei atvirame lauke (Barron-Gafford et al., 2019; Fraunhofer ISE, 2019). Plokštės taip pat gauna naudos: drėgnas oras virš augalų juos išlaiko šiek tiek vėsiau nei plokštės ant plikos žemės.

Elektros energijos kiekis vienam hektarui mažėja. Eilutės turi būti išdėstytos šviesai ir mašinoms, todėl telpa mažiau plokščių. Heggelbach įrengtas pajėgumas vienam hektarui buvo apie 25% mažesnis nei įprasto saulės ūkio, tačiau dvipusės plokštės aukštai virš žemės sugavo papildomą atspindėtą šviesą, todėl elektros energijos kiekis vienam hektarui buvo 83% įprasto ūkio.

Ribos

Teoriškai. Saulės šviesa yra dalijamasi: kiekviena kilovatų valanda šviesos, kurią plokštės ima, pasėlių negauna. Agrofotovoltinė energija gali nugalėti atskirą žemės naudojimą tik tada, kai pasėlis nenaudoja visos gautos šviesos (arba yra jos pažeistas). Esant dideliam plokščių tankiui, abu derliai mažėja: įprastas saulės ūkis užima daug daugiau žemės nei gali toleruoti bet kuris augalas.

Praktiškas.

• Pasėlių pasirinkimas. Antžeminės sistemos įprastais Vokietijos metais kainuoja kviečius, bulves ir salierą 18–19% jų derliaus. Tai priimtina tik tuo atveju, jei pajamos iš elektros energijos kompensuoja tai ir derlius išlieka didesnis nei ūkininkai mano, kad yra parduodamas (apie 80 proc.).
• Konstrukcijos sąnaudos. Aukštiems rėmams, kurie peržengia kombainą, reikia daugiau plieno ir gilesnių pamatų: Fraunhofer apskaičiavo 372 € už kWp montuojant virš galvos esančias sistemas, palyginti su 76 € už ant žemės esančią saulės energiją (Fraunhofer ISE, 2024).
• Netolygi šviesa ir lietus. Šešėlio ir lašo linijos juda per dieną, todėl pasėliai auga netolygiai, o lietus teka nuo plokščių kraštų linijomis, nebent jis yra surenkamas ar išsklaidytas.
• Darbas ūkyje. Atramoms atsiranda kliūčių; Heggelbach mieste juostos aplink jas atėmė 8 % lauko iš gamybos.
• Taisyklės ir žemė. Daugelyje šalių laukas, kuriame įrengtos saulės baterijos, praranda žemės ūkio statusą arba subsidijas, nebent taisyklėse būtų apibrėžta, kas laikoma tikru dvejopo naudojimo objektu, kaip nurodyta Vokietijos standarte DIN SPEC 91434 ir Prancūzijos specialiuose žemės ūkio fotovoltinių sistemų konkursuose (Fraunhofer ISE, 2024 m.).

Realūs projektai, išmatuoti

Projektas	Kas tai yra	Kas buvo išmatuota arba apie ką pranešta	Šaltinis
Heggelbach, Vokietija (nuo 2016 m.)	194 kWp dvipusės plokštės ant 5 m atramų daugiau nei trečdaliui hektaro; eilės 9,5 m atstumu viena nuo kitos; kviečiai, bulvės, salierai, dobilų žolė	2017: clover −5.3%, other crops −18 to −19%; land use efficiency 160%. 2018 (hot, dry): celeriac +12%, potatoes +11%, wheat +3%, clover −8%; land use efficiency 186%. Light on the crop 30% lower. Electricity 1,266 kWh per kW in the first year and 1,285 kWh per kW in 2018 (249,857 kWh), against a German average of about 950	Fraunhofer ISE, 2017; 2019
Biosphere 2 bandymų aikštelė, Arizona, JAV	Daržovių augalai, auginami po saulės kolektoriais sausame klimate, palyginti su atvirais sklypais ir įprastu saulės energijos bloku	Šešėlis sumažino augalų sausros stresą ir padidino kai kurių pasėlių maisto gamybą; plokštės virš augalų buvo vėsesnės nei ant plikos žemės	Barron-Gafford et al., 2019
Gelsdorfas, Vokietija (nuo 2021 m.)	258 kWp pusiau skaidrių plokščių virš ekologiško obuolių sodo, palyginti su krušos tinklais ir plastikiniais dangčiais	Šviesos, augalų apsaugos ir visuomenės pritarimo tyrimai (vykdomi rezultatai)	Fraunhofer ISE, 2024
Gobio dykumos pakraštys, Kinija	700 MWp virš uogų plantacijų, taip pat skirta sulėtinti dykumėjimą	Pranešta apie pajėgumus; nepriklausomų pasėlių duomenų neskelbiama	Fraunhofer ISE, 2024
Japonija, “saulės energijos dalijimasis”	More than 3,000 small systems since 2013 subsidies	Sistemų, apie kurias pranešta, skaičius	Fraunhofer ISE, 2024

Išskiriamos dvi pamokos. Pirma, ta pati sistema vienus metus davė 160 proc. rezultatą, o kitais – 186 proc., nes oras pakeitė tai, ką šešėlis reiškė pasėliams: agrofotovoltinė energija turi būti vertinama per daugybę sezonų. Antra, didžiausios sistemos pasaulyje skelbia mažiausią kiekį duomenų apie pasėlius. Aiškiausių įrodymų vis dar gaunama iš saujelės tyrimų vietų.

Permatoma saulės energija: dalijimasis šviesa pagal spalvą

Paprastos plokštės dalijasi šviesa pagal erdvę: viena lauko juostelė yra šešėlyje, kita - saulėje. Naujesnė plokščių šeima bando ją suskirstyti pagal spalvą. Augalai auga matomoje šviesoje, nuo violetinės spalvos 400 nanometrų iki tamsiai raudonos spalvos 700, juosta mokslininkai vadina fotosinteziškai aktyvia spinduliuote. Raudona šviesa efektyviausiai skatina fotosintezę kiekvienai šviesos dalelei, tačiau taip pat naudojama ir mėlyna bei žalia šviesa (McCree, 1971 m.). Tik 43% saulės šviesos energijos patenka į šią juostą; apie 5% yra ultravioletiniai spinduliai ir 52% yra infraraudonieji spinduliai, kurių pasėliai negali naudoti augimui (mūsų integravimas ASTM G173 atskaitos spektras). Skydas, kuris paėmė tik ultravioletinių ir infraraudonųjų spindulių būtų, iš esmės, palikti beveik visą šviesą jis gali naudoti pasėlius.

Išbandomi penki metodai, kurie yra labai skirtinguose etapuose:

• Pusiau skaidrios plokštės su tarpo elementais (komerciniai). Įprastos silicio elementai yra išdėstyti atskirai ant stiklo, kad šviesa patektų per tarpus; Gelsdorfo obuolių sodas aukščiau pateiktoje lentelėje juos naudoja. Prekyba yra paprasta: elektros energija sumažėja kartu su plotu, paliktu be ląstelių (Traverse et al., 2017). Palyginus keturis komercinius šiltnamio tipus Europoje, vidutinė šviesa per metus sumažėjo vidutiniškai 0,8%, kai kiekvienas papildomas 1% stogo buvo padengtas plokštėmis, o šiaurės-pietų išdėstymas ir šachmatų lentos modelis tolygiau paskirsto šviesą (Cossu et al., 2018).
• Spalvotos, liuminescencinės plokštės (mažos komercinės įrangos). Stiklo dažas sugeria dalį mėlynos ir žalios šviesos ir nukreipia ją į silicio elementų juosteles; likusi dalis praeina pro stiklą, kuris suteikia jam raudoną švytėjimą. Kalifornijos universiteto Santa Kruze tyrimuose su komerciniu augintoju pomidorai, auginami šiose plokštėse, parodė nedidelį vaisių skaičiaus ir svorio pokytį ir naudojo šiek tiek mažiau vandens (Loik et al., 2017). Gamintojas, Soliculture, sako, kad jis pristatė pirmąjį komercinį liuminescencinį saulės koncentratorių 2012 m. Ir įdiegė savo plokštes šiltnamiuose Jungtinėse Amerikos Valstijose ir Kanadoje (Monokultūra).
• Pusiau skaidrūs organiniai saulės elementai (laboratoriniai ir bandomieji). Plonos anglies pagrindu pagamintos plėvelės gali būti sureguliuotos taip, kad absorbuotų daugiausia giliai raudoną ir artimą infraraudonųjų spindulių šviesą. Šiaurės Karolinos valstijos universiteto tyrėjai augino raudonųjų lapų salotas pagal filtrus, pagamintus iš trijų skirtingų organinių ląstelių medžiagų, ir nerado reikšmingo skirtumo tarp šviežio svorio ar chlorofilo (Ravishankar et al., 2021). Jų energijos modelis parodė, kad šiltnamiai, kurių stogas yra tokie elementai, per metus gali pagaminti daugiau energijos nei jie sunaudoja šiltame ir vidutinio klimato Jungtinėse Valstijose (Ravishankar et al., 2020). Laboratorijoje pusiau skaidrus organinis elementas pasiekė 8,8% efektyvumą, tuo tarpu praleidžiant 41% matomos šviesos (Bates et al., 2023). Kaip ilgai organinės ląstelės išlieka lauke, vis dar yra didelis atviras klausimas (Traverse et al., 2017).
• Visiškai skaidrios plokštės (laboratorijos, pirmieji langų gaminiai). Jie sugeria tik ultravioletinę ir artimą infraraudonąją šviesą ir atrodo beveik kaip skaidrus stiklas. Pirmasis, 2011 m., pavertė 1,3 % saulės šviesos į elektrą, tuo tarpu praleidžiant daugiau nei 65 % matomos šviesos (Lunt ir Bulović, 2011). Tokios įmonės kaip Ubiquitous Energy dabar gamina skaidrias saulės dangas langams. Mes neradome jokių paskelbtų lauko bandymų pasėlių po jais dar.
• Šviesą keičiančios plėvelės, kurios nesukuria elektros energijos (komercinės). Kvantinių taškų plėvelės, parduodamos šiltnamiuose UbiQD, paverčia ultravioletinę ir mėlyną šviesą į raudoną. Raudonosios romėnų salotos, auginamos po plėvelėmis, kurios skleidžia 600 ir 660 nanometrų spindulius, įgijo 13% ir 9% daugiau valgomosios sausosios masės nei paprastoje plėvelėje (Parrish et al., 2021). Jie čia priklauso, nes tas pats triukas, gaudantis spalvas, kurias pasėliai naudoja mažiausiai, yra tai, ką daro liuminescencinės saulės baterijos.

Kitos įmonės parduoda stiklą ūkiams su savo pretenzijomis. Graikijos įmonė „Brite Solar“ siūlo pusiau skaidrias plokštes su nano danga, kuri, jos teigimu, ultravioletinę šviesą paverčia raudona šviesa, o kiekvienam augalui pasirenkamas nuo 30 iki 80 proc. skaidrumas (Brite Solar). Šveicarijoje įsikūrusi bendrovė „Insolight“ parduoda pasėlių dangą, kuri, jos teigimu, apie 20 proc. šviesos perduoda į elektrą ir 80 proc. išsaugo augalams 1,6 ha dydžio augalų darželyje (Insolight). Tai yra pačių įmonių duomenys, o ne nepriklausomų tyrimų rezultatai.


Ką tai reiškia. Spalvos atrankos plokštės yra elegantiškiausia agrofotovoltinės technologijos idėja, o pasėlių rezultatai iki šiol yra vilčių teikiantys: salotos ir pomidorai po jomis augo taip pat gerai kaip ir be jų, o salotos po šviesą atspindinčia plėvele augo geriau. Pagaudymas yra elektra. Plokštė, kuri palieka didžiąją dalį matomos šviesos, turi gyventi ultravioletinėje ir infraraudonojoje spinduliuose, o šiandieninės skaidrios ir organinės ląstelės paverčia tik keletą procentų iki mažiau nei 10% saulės šviesos į energiją, o komercinės silicio plokštės per dešimt metų išaugo nuo maždaug 17% iki šiek tiek mažiau nei 25% (Fraunhofer ISE, Photovoltaics Report, 2026). Neradome jokių nepriklausomų paskelbtų kainų liuminescencinėms, organinėms ar skaidrioms šiltnamio plokštėms. Augintojui išbandymas yra tas, prie kurio šis puslapis nuolat grįžta: vienas sezonas pasvertų derlių ir matuojamos elektros po nauju stiklu, šalia identiško namo be jo.

Kiek tai kainuoja

Pasirinkimas	Elektros energijos kaina	Metai ir šaltinis
Aukštos viršutinės agrofotovoltinės sistemos (virš 4 m), Vokietija	apie 0,08 € už kWh vidutiniškai (8,15 euro centų), maždaug 50% virš ant žemės montuojamos saulės energijos	2024 m., Fraunhofer ISE gairės
„Interspace“ agroelektros energija, Vokietija	vidutiniškai apie 0,06 EUR už kWh (6,03 euro centų), šiek tiek daugiau nei ant žemės montuojamos saulės energijos	2024, same source
Agrofotovoltinė energija apskritai	nuo 0,06 iki 0,10 EUR už kWh	2024, same source
Papildomos įrengimo išlaidos, palyginti su ant žemės montuojamu saulės energijos parku, Jungtinės Valstijos	$0.07 to $0,80 W (didžiausia pasėliams po aukštomis konstrukcijomis)	2020, NREL, Horowitz et al.
Komunalinių paslaugų saulės energija, Jungtinės Valstijos	$0.04 to $0,10 už kWh	2026 m. birželis, Lazard LCOE+ versija 19
Etalonas: saulės energija ant pastato stogo	apie $0.19 central	Ventiliatoriaus sienos modelis
Komercinės ir bendruomeninės saulės stogo sistemos, Jungtinės Valstijos	$0.09 to $0,20 už kWh	2026 m. birželis, Lazard

Ką rodo lentelė: palyginti su svetainės stogo lyginamuoju standartu, agrovoltaika yra pigi elektros energija; prieš įprastą saulės ūkį ji yra brangesnė. Jos atveju tai nėra pigiausia kilovatvalanda, bet kilovatvalanda, kuri nekainuoja derliaus. Fraunhoferis pažymi, kad ūkis, naudojantis savo paties energiją, užuot pirkęs elektros energiją po 14–16 euro centų už kWh, sutaupo nuo 7 iki 9 euro centų už kiekvieną pagamintą kWh.

Kur ji gali laimėti, o kur negali

Ji gali laimėti:

• Karšti, sausi ir saulėti regionai, kur šešėlis ir mažesnis išgaravimas padeda pasėliams ir sumažina drėkinimą.
• Vaisiai, uogos, vynuogės ir daržovės kuriems jau reikia krušos tinklų, lietaus dangų ar šešėlių: plokštės pakeičia išlaidas, kurias ūkininkas moka bet kokiu atveju.
• Šešėliui atsparūs augalai ir pievos, pavyzdžiui, dobilų žolė, salotos, špinatai ir daugelis žolelių.
• Vietos, kur žemės ūkio paskirties žemė yra saugoma ir normalus saulės ūkis nebūtų leidžiamas, arba kur bendruomenės prieštarauja prarasti laukus.
• Ūkiai, kurie naudoja savo energiją drėkinimo siurbliams, šaldymo patalpoms, melžimo, džiovinimo ar elektros įrenginiams.

Jis negali laimėti:

• Vien dėl pigiausio elektros energijos tiekimo. Įprasta saulės elektrinė ant žemės, kurios niekas nenori ūkininkauti, visada bus pigesnė.
• Su saulės alkanais augalais vėsioje, debesuotame klimate, kur kiekvienas šviesos kiekis yra svarbus derliui.
• Kur didelės mašinos turi dirbti laisvai, nebent konstrukcija yra aukšta ir plati, o tai būtent tai daro brangu.
• Kai subsidijos ar taisyklės paverčia jį užmaskuota saulės elektrinės ferma. Kelių avių ganymas po tankiai sudėtomis plokštėmis yra naudingas, bet ne žemės dalijimosi pelnas, apie kurį kalbama šiame puslapyje.


Kas yra įrodyta, tikėtina ir spekuliacinė

Patikrinta: kad bendrai naudojamos žemės ekvivalentas gali būti gerokai didesnis nei 1 (Heggelbach’e išmatuota 160% ir 186%); kad pavėsis sumažina saulės alkstančių kultūrų derlių įprastais metais maždaug penktadaliu, kai šviesos sumažėja 30%; kad pavėsis padeda kai kurioms kultūroms karštomis, sausomis sąlygomis; kad aukšti pastatai padidina elektros energijos kainas.

Tikėtina: kad agrofotovoltinė energija pagerina pasėlių atsparumą karščiui ir sausrai klimato šilumos sąlygomis (patvirtinta bandymais ir modeliavimu, pvz., Šiaurės Italijoje imituotais lietaus kukurūzų derliumi, kuris po plokštėmis nuolat didėjo (Amaducci et al., 2018)); kad plokštės gali pakeisti krušos tinklus ir plastikinius dangčius vaisių auginimo srityje; kad vien Vokietijoje yra vietos apie 1700 GW agrofotovoltinės energijos ant tinkamų kultūrų (Fraunhofer ISE, 2024).

Spekuliacinis: didelių pasaulinių skaičiavimų, pvz., “mažiau nei 1 proc. dirbamos žemės galėtų patenkinti pasaulio energijos poreikį” (Adeh ir kt., 2019), kuriose neatsižvelgiama į saugojimą, tinklus ir pasėlius; ilgalaikis poveikis dirvožemiui ir ūkio ekonomikai per 25–30 metų; kaip pasėliai reaguoja į labai skirtingas plokščių geometrijas, kurios nebuvo išbandytos lauke.

Atviri tyrimo klausimai

• Kurie pasėliai, kokioje klimato zonoje, išlaiko bent 80 proc. savo derliaus po 20-40 proc. šešėlio per dešimt sezonų, o ne vieną ar du?
• Ar sekantieji skydai, kurie pasisuka, kad leistų šviesai prasiskverbti per kritinius pasėlių etapus, gali pakankamai nugalėti fiksuotus skydus, kad pateisintų jų kainą?
• Kaip turėtų būti surenkamas ir paskirstomas lietaus vanduo iš plokščių, kad jis padėtų, o ne eroziją?
• Kiek iš tikrųjų kainuoja aukštų konstrukcijų priežiūra dirbančiuose ūkiuose daugiau nei 30 metų ir kaip tai veikia draudimą bei techniką?
• Kaip taisyklės skaičiuoja “tikrą” ūkininkavimą po plokštėmis, nekviesdamos saulės ūkių paslėpti?
• Kam priklauso vertė: ūkininkui, žemės savininkui ar energijos plėtotojui?

Ko reikėtų darbiniam prototipui

Naujos agrofotovoltinės idėjos (naujos struktūros, naujos stebėjimo strategijos, naujos augalų sistemos) veikimo modelis reiškia tikrą derlių ir tikras plokštes, išmatuotas lyginant su referenciniu sklypu be plokščių bent vieną visą sezoną.

Fazė	Darbas	Ką tai įrodo	Apytikslė kaina	Laikas
0. Projekto tyrimas	Šviesos ir šešėlio modeliavimas per metus, pasirinkto augalo auginimo modelis, struktūra ir sąnaudų apskaičiavimas	Dizainas išlaiko pakankamai šviesos, kad būtų galima auginti ant popieriaus	$10k to $30k	2-3 mėnesiai
1. Mažo ploto bandymas	Keletas kilovatų plokščių, esančių kartotiniame sklype su atviru etaloniniu sklypu; šviesos jutikliai (PAR), dirvožemio drėgmė, derlius derliaus nuėmimo metu, elektros energijos matavimas	Išmatuotas pasėlių derlius ir elektros energija, pirmasis žemės ekvivalento santykis	$40k to $120k	1 auginimo sezonas
2. Daugiamečiai lauko bandymai	50–200 kW per dirbamą lauką su ūkininku, du ar daugiau sezonų, mėginių ėmimas vadovaujant agronomui	Metams bėgant kintamumas, prieiga prie technikos, ūkininkų pritarimas	$250k to $600k	2-3 metai
3. Komercinis pilotas	Leidimai, prijungimas prie elektros tinklų, statinių sertifikavimas, pasėlių draudimas	Bankingas projektas	priklauso nuo dydžio	1–2 metai

0-2 etapai kainavo maždaug $300,000 to $750,000, daugiausia plienui ir agronomijos metams. Tai yra mūsų apskaičiavimai, o ne citatos.

Ko mums reikia

• Agronomis arba augalų fiziologija pasirinkti pasėlius, projektuoti pakartotinių sklypų ir išmatuoti derlių ir kokybę.
• PV sistemų projektuotojas, susipažinęs su dvipusio ir sekimo sistemomis bei šešėlių modeliavimu.
• Statybų inžinierius aukštoms, ilgoms konstrukcijoms esant vėjo ir sniego apkrovoms.
• Ūkininko partneris su lauku, technika ir kantrybe daugiamečiam bandymui.
• Hidrologas lietaus paskirstymui, dirvožemio drėgmei ir drėkinimo taupymui.
• Žemės ūkio ekonomistas ir žemės naudojimo teisininkas išbandyti verslo atvejį ir taisykles.

Turite geresnę idėją?

Galbūt turite pigesnę struktūrą, pasėlių sistemą, kuri mėgsta šešėlį, arba protingesnį būdą perkelti plokštes per dieną. Kai kurie Local Solar System fondo nariai gali turėti kontaktų, kurie galėtų išgirsti stiprios energijos idėjos idėją. Kad būtų įgyvendinta, idėjai reikia veikiančio, realaus modelio, kuris iš tikrųjų gamina galią, matuojamas prietaisu, o ne reikalaujamas. Taip pat laukiame ir popierinių idėjų: jei fizikos ir skaičių pagrindai yra tvirti, galime jas paskelbti čia, svetainėje. Pritraukti kapitalą be veikiančio modelio yra labai sunku, ir mes negalime pažadėti finansavimo, grąžos ar pristatymų.

Žemės ūkio fotovoltinei energijai pigiausias matavimo metodas, kuris laikomas veikiančio modelio pavyzdžiu, yra vienas auginimo sezonas mažame sklype po plokštėmis šalia identiško atviro sklypo, naudojant šviesos jutiklius, pasvertą derlių ir apskaičiuotą elektros energiją. Tai suteikia pirmąjį išmatuotą žemės ekvivalento santykį. Siųskite ją per įnašo formą ir pamatykite, kaip ji lyginama su kitomis idėjomis idėjų radare. Sibling metodai: plūduriuojanti saulė naudoja vandens paviršius, o ne laukus, ir PV-terminiai stogai leidžia stogams atlikti du darbus.

Šaltiniai

1. Fraunhofer ISE (2017 m.). Saulės energijos panaudojimas energijai ir produkcijai: agrofotovoltinė technologija padidina žemės naudojimo efektyvumą daugiau nei 60 procentų. Pranešimas spaudai, Heggelbach pirmųjų metų rezultatai.
2. Fraunhofer ISE (2019 m.). Agrofotovoltinė energija: didelis derliaus nuėmimas karštoje 2018 m. Vasaroje. Pranešimas spaudai.
3. K., M. ir kt. (2024). Agrofotovoltinė energija: galimybės žemės ūkiui ir energetikos pertvarkai. A guideline for Germany](https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/en/documents/publications/studies/APV-Guideline.pdf), 3-asis leidimas. Fraunhoferio institutas.
4. Kęstutis, A., Žukauskas, A., Šimkus, S. ir kt. (2019). Agrofotovoltinės sistemos: taikymas, iššūkiai ir galimybės. Apžvalga. Agronomijos tvaraus vystymosi 39, 35.
5. Dupraz, C., Marrou, H., Talbot, G. et al. (2011). Saulės fotovoltinių plokščių ir maisto kultūrų derinimas siekiant optimizuoti žemės naudojimą: naujų agrofotovoltinių schemų kūrimas. Atsinaujinančiųjų išteklių energija 36(10), 2725-2732.
6. Barron-Gafford, G.A., Pavao-Zuckerman, M.A., Minor, R.L. et al. (2019). Agrofotovoltinė energija suteikia abipusės naudos visose maisto, energijos ir vandens sąsajose sausose vietovėse. Nature Sustainability 2, 848-855.
7. Amaducci, S., Yin, X. ir Colauzzi, M. (2018). Agrofotovoltinės sistemos, skirtos optimizuoti žemės naudojimą elektros energijos gamybai. Taikomoji energetika 220, 545-561.
8. Adeh, E.H., Good, S.P., Calaf, M. ir Higgins, C.W. (2019). Saulės fotovoltinės energijos potencialas yra didžiausias virš dirbamų žemių. Mokslinės ataskaitos 9, 11442.
9. Horowitz, K., Ramasamy, V., Macknick, J. ir Margolis, R. (2020). Dvejopo naudojimo fotovoltinių įrenginių kapitalo sąnaudos: 2020 m. lyginamasis antžeminių fotovoltinių sistemų, kuriose yra apdulkintojams palankios augmenijos, ganyklų ir pasėlių, rodiklis. NREL/TP-6A20-77811.
10. Lazard (June 2026). Energijos sąnaudų lyginimas+, 19 versija: komunalinė saulės energija $40 to $98 MWh; bendruomenės ir C&I saulės energija $88 to $197 MWh.
11. McCree, K.J. (1971). Fotosintezės veikimo spektras, absorbencija ir kvantinis derlius augalininkystės augaluose. Žemės ūkio meteorologija 9, 191-216.
12. ASTM G173-03 reference air mass 1.5 spectra, per Nacionalinę Uolinių Kalnų laboratoriją (anksčiau NREL). Energijos dalis pagal juostas yra mūsų globalaus nuolydžio spektro integracija.
13. Traverse, C.J., Pandey, R., Barr, M.C. ir Lunt, R.R. (2017). Labai skaidrių fotovoltinių elementų atsiradimas paskirstytosioms programoms. Nature Energy 2, 849-860.
14. Cossu, M., Cossu, A., Deligios, P.A. et al. (2018). Saulės spinduliuotės pasiskirstymo pagrindinių komercinių fotovoltinių šiltnamių tipų Europoje viduje įvertinimas ir palyginimas. Atsinaujinančiųjų išteklių ir tvarios energijos apžvalgos 94, 822-834.
15. Loik, M.E., Carter, S.A., Alers, G. et al. (2017). Bangos ilgio selektyvios saulės fotovoltinės sistemos: šiltnamių maitinimas augalų augimui maisto-energijos-vandens sąsajoje. Žemės ateitis 5, 1044-1053.
16. Kęstutis, E., Šimkus, A., Žukauskas, V. (2021). Augalininkystės ir energijos gamybos pusiausvyra ekologiškuose saulės energiją naudojančiuose šiltnamiuose. Cell Reports Physical Science 2, 100381.
17. Radzevičius, E., Bučys, A., Šimkus, R., ir kt. (2020). Šiltnamių, kuriuose energijos sąnaudos yra nulinės, kūrimas integruojant pusiau skaidrius organinius saulės elementus. 4, pp. 490–506.
18. Bates, M., Malhado, C., Yang, C., Herrera, C.K. ir Lunt, R.R. (2023). Didelio efektyvumo skaidri ir pusiau skaidri fotovoltinė energija, pagrįsta sluoksniu po sluoksnio nusodinimo technologija. Solar RRL 7, 2200962.
19. Lunt, R.R. ir Bulović, V. (2011). Skaidrūs, arti infraraudonųjų spindulių organiniai fotovoltiniai saulės elementai langams ir energijos taupymo įrenginiams. Taikomosios fizikos laiškai 98, 113305.
20. Parrish, C.H., Hebert, D., Jackson, A. ir kt. (2021). Spektro kokybės optimizavimas naudojant kvantinius taškus, siekiant padidinti pasėlių derlingumą kontroliuojamoje aplinkoje. Communications Biology 4, 124.
21. Fraunhofer ISE (2026 m.). Fotovoltinių elementų ataskaita, 2026 m. liepos 14 d. versija.
22. Įmonių informacija (pačių įmonių pareiškimai, o ne nepriklausomi bandymai): Soliculture; Ubiquitous Energy; UbiQD, UbiGro; Brite Solar; Insolight.
23. Local Solar System Fondas (2020 m., modelis atnaujintas 2026 m.). Ventiliatoriaus siena: atviras modelis, stogo saulės energijos etalonas.