Як поєднати сільське господарство і сонячну енергетику

Годувати все більше людей та одночасно виробляти екологічну чисту енергію - мета цього проекту. "Земельні ресурси - не безмежні", - каже професорка Петра Хегі з університету німецького міста Хоенхайм. Тому землю варто використовувати одночасно для кількох цілей - вирощувати продукти харчування і виробляти електроенергію, каже вона.

У рамках експериментального проекту на Боденському озері дослідники з різних інститутів вирішили проаналізувати користь подвійного використання землі. Як можна добре комбінувати сільськогосподарські угіддя з фотоелектричною установкою?

Картопля під струмом

На одній частині площі орної землі розміром в 2,5 гектара вирощують пшеницю, конюшину, картоплю та селеру. Частина посіву росте під сонячним фотоелектричним модулем, інша -оброблюється без затінення фотоелектричних модулів.

Експеримент має показати, які види овочів та зернових культур найбільш придатні для агрофотоелектричних станцій. Перші результати демонструють: картопля під електричними установками росте навіть краще, ніж на вільній від тіні площі. "А ось пшениця росте гірше", - розповідає Хегі.

Впродовж трьох наступних років за допомогою датчиків та аналізу ґрунтових проб дослідники спостерігатимуть за розбіжностями між двома частинами експериментальної установки - зокрема зміни у біологічному різноманітті та рівні врожайності. Цей проект фінансується Федеральним міністерством освіти та досліджень Німеччини.

У пошуках оптимальної установки

Поки для Німеччини це експеримент, такі агрофотоелектричні установки вже працюють у Франції, Італії та передусім Японії. "Це фунціонує. Досвід показує, що негативний вплив на ефективність сільського господарства відсутній  або мінімальний",- каже керівник проекту Штефан Шинделе з інституту сонячних енергосистем, який входить у німецьку мережу дослідницьких установ Фраунгофера.

Для того, аби зробити установку максимально оптимальною, перед встановленням дослідники просимулювали за допомогою комп'ютерних програм, як саме падатиме тінь. Її опорні конструкції зроблені без використання бетону, тож їх можна завжди легко і повністю демонтувати з поля. Таким чином для обробки полів за допомогою великогабаритної техніки залишається достатньо місця. А великий простір між окремими фотоелектричними модулями гарантує оптимальний розподіл сонячного проміння на орному полі.

Дешевше за морську вітроенергетику

Оскільки фундамент для агрофотомодулей коштує більше, то й вироблення електроенергії у цьому випадку відповідно є дорожчим. "Вартість виробництва електроенергії з дослідницької установки становить близько 11,3 євроцента за кіловат-годину", - каже Шинделе.

Але чим більше установок такого типу буде побудовано, тим більш дешевшими вони ставатимуть, додає він. Якщо фермери в Німеччині отримуватимуть хоча б 10 євроцентів з кожної кіловат-години, такі установки стануть вигідними і для них. Виробництво електроенергії на них, за словами Шинделе, коштує таким чином навіть дешевше, ніж на вітроелектростанціях, розміщених на морі. У майбутньому по всій Німеччині за допомогою агрофотовольтаїки можна буде виробляти від 25-50 гігават-годин електроенергії. Таким чином можна покрити до восьми відсотків потреб країни в електроенергії, каже Шинделе.

Зелені поля в пустелях Катару

Потенціал агрофотовольтаїки є не лише в Німеччині, але у всьому світі - передусім у регіонах із великою кількістю сонячних годин. Там виробництво сонячної електроенергії коштує особливо мало.

До того ж, у таких країнах сама навіть тінь від установки у поєднанні з кращою гідротехнікою надає нові можливості для сільського господарства, каже Шинделе. Як приклад він наводить Катар. Інститут, у якому працює вчений, консультує цю країну. Сьогодні вона виробляє лише два відсотки від своїх потреб у продуктах харчування, решту - імпортує за великих витрат. Зараз з'явилася ідея вирощувати від двадцяти до тридцяти відсотків необхідних продуктів харчування в так званих "озеленених пустелях", розповідає Шенделе. На його думку, варіантом для країни могли б стати сонячні фото електроустановки у поєднанні з сільськогосподарськими угіддями та системами опріснення морської води.