Agrivoltaica: Unde Energia Solară Se Întâlnește cu Agricultura

Agrivoltaica este utilizarea panourilor solare în agricultură pentru a produce atât alimente, cât și electricitate. În întreaga lume, practica are mai multe nume: agrisolar, agrofotovoltaică, solar sharing și agricultură PV.

Mulți experți cred că agrivoltaica poate minimiza barierele în calea securității alimentare și a tranziției către energie curată. Deși practica este încă la început, se așteaptă să crească pe măsură ce energia solară continuă să înflorească în următoarele decenii.

Cum Funcționează Agrivoltaica

Agrivoltaica implică montarea panouri solare montate la sol la o înălțime mai mare decât în cazul sistemelor solare obișnuite, lăsând solul dedesubt pentru producție agricolă.

În Statele Unite, 90% din creșterea proiectată a energiei solare până în 2050 va avea loc în zonele rurale, conform Departamentului Energiei (DOE) al SUA. Utilizarea inteligentă a terenului rural prin practici precum agrivoltaica este esențială pentru dezvoltarea energiei solare. Aceasta poate reduce impactul său asupra comunităților agricole și a faunei sălbatice rurale, sporind în același timp acceptarea energiei solare de către publicul larg.

Panourile furnizează electricitate off-grid fermei și/sau electricitate conectată la rețea comunității locale. Alimentele produse sub panouri pot fi recolte pentru piață sau pot oferi furaje și umbră pentru animalele de pășunat. Prin programe de contorizare netă sau prin închirierea terenului lor dezvoltatorilor de proiecte solare, fermierii obțin un beneficiu economic atât din recolte, cât și din energia pe care o produc.

Beneficii ale Agrivoltaicii

Utilizarea terenului în scopuri multiple aduce multiple beneficii. Adunând aceste beneficii, o analiză a practicilor agrivoltaice a constatat că productivitatea terenului a crescut cu 70%.

Reducerea Pierderilor de Apă, Randamente Mai Mari

Prin asigurarea umbrei, panourile solare reduc evaporarea umidității din solul de dedesubt—într-un studiu, cu până la 40% mai puțină umiditate pierdută. Umbra oferită de panourile solare poate fi utilizată pentru stocarea apei, iar apa folosită pentru curățarea panourilor solare poate fi apoi reciclată pentru irigarea culturilor. Reciproc, vegetația de sub panouri reduce stresul termic și crește eficiența energetică a panourilor.

Șeptelul și culturile de sub panouri necesită, de asemenea, mai puțină apă. Un studiu a constatat că, pe măsură ce temperaturile au crescut la sfârșitul primăverii, mieii care pășunau sub panourile solare necesitau aproape un litru mai puțină apă pe zi decât mieii care pășunau pe câmpuri deschise. Studiul a constatat, de asemenea, că, chiar dacă pășunile solare produceau cu 38% mai puțină iarbă, pierderea a fost compensată de conținutul său nutrițional mai ridicat, ducând la o producție similară de miei ca pe câmpuri deschise. Cu mai puține pierderi de apă, chiar și unele culturi intolerante la umbră, cum ar fi porumbul, au arătat randamente crescute.

Sprijin pentru Fermieri

La nivel mondial, terenurile agricole se confruntă cu multe amenințări: eroziunea solului, creșterea nivelului mării, deșertificarea și, în Statele Unite, creșterea urbană și suburbană. Potrivit American Farmland Trust, până în 2040, aproximativ 18,4 milioane de acri (aproape 7,45 milioane de hectare – aproape cât suprafața Carolinei de Sud) se vor pierde din cauza dezvoltării rezidențiale și industriale. Aproape două treimi din aceste terenuri agricole sunt gestionate de persoane cu vârsta peste 55 de ani, iar tinerii se confruntă cu obstacole economice pentru a începe—unul dintre principalele motive pentru care terenurile agricole sunt vândute pentru dezvoltare în loc să fie cultivate în continuare.

Printre recomandările de vârf ale American Farmland Trust se numără practicile de „solar inteligent” care includ stimularea agrivoltaicii pentru a face agricultura mai profitabilă și mai accesibilă pentru următoarea generație de producători de alimente.

Rezolvarea Disputelor Privind Utilizarea Terenurilor

Problemele legate de utilizarea terenurilor sunt adesea critice pentru dezvoltarea ulterioară a energiei solare. Energia regenerabilă necesită în medie de 10 ori mai mult teren pe unitatea de energie decât combustibilii fosili. Mai mult, panourile solare sunt restricționate de amplasament, necesitând a fi poziționate acolo unde soarele strălucește, în timp ce combustibilii fosili pot fi transportați și arși în zone mai puțin expuse interacțiunii umane, sau în apropierea comunităților cu venituri mici și a comunităților de culoare ale căror voci sunt adesea ignorate în deciziile privind amplasarea.

Deoarece „resursele de energie distribuite”, cum ar fi energia solară, sunt vizibile unui public mai larg, dezvoltarea energiei solare poate genera opoziție publică ce captează atenția presei și a politicienilor. Dependența crescută de energia solară poate crea, de asemenea, tensiuni „verde pe verde”, punând conservarea biodiversității rurale împotriva promovării energiei curate—tensiuni pe care agrivoltaica le poate atenua. Prin conservarea terenurilor agricole în timp ce se extinde dezvoltarea solară, se reduce și injustiția economică și rasială a utilizării combustibililor fosili.

Proiecte Agrivoltaice

Deși sugestiile de combinare a energiei solare cu agricultura datează din anii 1980, agrivoltaica, ca termen și practică, datează din primul deceniu al secolului al XXI-lea. Până în prezent, majoritatea proiectelor agrivoltaice sunt la scară mică, încă în stadiul de cercetare și dezvoltare, cu câteva operațiuni atingând succes comercial.

Laboratorul Național pentru Energie Regenerabilă (NREL) al Departamentului Energiei listează peste douăzeci de amplasamente de proiecte care participă la programul său InSPIRE (Pregătirea Inovatoare a Amplasamentului și Reducerea Impactului asupra Mediului), acoperind proiecte de la flori sălbatice prietenoase cu polenizatorii până la roșii.

Șeptel

Una dintre cele mai comune integrări ale agriculturii cu panourile solare, și cea care oferă cel mai mare potențial pentru generarea de electricitate, este permiterea animalelor să pască pe terenul de sub panourile solare. Aceasta poate fi făcută la scară largă fără a fi nevoie de echipamente agricole mari.

Pășunatul animalelor are, de asemenea, avantajul de a controla creșterea vegetației sub panouri. Datorită dimensiunii lor, oile sunt potrivite pentru pășunatul sub panouri, dar când panourile sunt ridicate suficient de sus, pot fi accommodate și vaci. Având în vedere că vacile de lapte consumă în medie aproximativ 95 de litri de apă pe zi, beneficiile panourilor solare în ceea ce privește economisirea apei pot fi enorme.

Culturi

Multe proiecte agrivoltaice implică, de asemenea, fie horticultură intensivă (fructe și legume), fie producție de cereale și leguminoase. Panouri solare au fost instalate deasupra viilor din Italia și India, de exemplu. În Belgia, cartofii toleranți la umbră sunt promovați ca un potențial motor al creșterii agrivoltaice.

În Statele Unite, afinele de tufă joasă care cresc în Maine s-au dovedit potrivite pentru agrivoltaică. În Arizona, un proiect în afara Biosferei 2 cultivă mangold, kale, varză, ceapă și alte plante care prosperă în umbră parțială. Și printre numeroasele alte proiecte, cercetătorii de la Universitatea din Illinois Urbana-Champaign cultivă culturi în rânduri, furaje și culturi de specialitate pentru a diversifica dependența statului de porumb și soia.

Provocări ale Agrivoltaicii

Agrivoltaica nu este lipsită de provocări. Scurgerea apei de ploaie de pe panourile solare alterează distribuția apei pe o fermă, afectând potențial creșterea culturilor. Umiditatea crescută sub panouri, datorită evaporării scăzute, poate introduce boli sau paraziți. Și, poate cel mai important, costurile investiționale ale unui sistem fotovoltaic solar reprezintă un obstacol pentru multe operațiuni agricole.

Abordarea acestor provocări poate ajuta sistemele agrivoltaice să progreseze, îmbunătățind atât securitatea alimentară, cât și energetică a comunităților care adoptă această practică.