InterNET SRL integreaza si implementeaza sisteme fotovoltaice tip ”Agrivoltaics” pentru o agricultura durabila

Detalii

Categorie: Energie regenerabila

18 August 2023

In fata provocarilor crescande ale schimbarilor climatice si a nevoii de a asigura securitatea alimentara globala, agricultura durabila devine din ce in ce mai importanta. Una dintre abordarile inovatoare care incepe sa castige atentia comunitatii agricole este integrarea sistemelor tip “Agrivoltaics” in practicile agricole, in general si horticole, in special.

Termenul "Agrivoltaics" este o combinatie a cuvintelor "agricultura" si "fotovoltaic", indicand utilizarea simultana a terenurilor agricole pentru culturi agricole si a panourilor fotovoltaice pentru producerea de energie electrica.

Prof. Adolf Goetzberger, fondatorul institutului de prestigiu mondial Fraunhofer ISE, si Dr. Armin Zastrow au fost primii care au propus termenul "Agrivoltaics" referitor la acest tip de utilizare duala a terenului in articolul lor din 1981.

In esenta, conceptul a evoluat in timp prin cercetarea si dezvoltarea unor metode mai eficiente de a integra panourile solare in peisajul agricol, in beneficiul atat al agriculturii, cat si al productiei de energie regenerabila.

In prezent, atat conceptul cat si tehnologia “Agrivoltaics”, denumite in continuare tip “agrivoltaic”, se pot referi la diferite metode de combinare a culturilor agricole cu panouri fotovoltaice, de la panouri fotovoltaice conventionale, netransparente, plasate deasupra culturilor pana la sere acoperite cu panouri fotovoltaice semi-transparente.

Ce sunt sistemele agrivoltaice?

Sistemele agrivoltaice reprezinta o abordare inovatoare care integreaza culturile agricole cu instalatii fotovoltaice atat pentru o productie agricola cat si pentru o productie de energie fotovoltaica. Aceasta tehnologie nu numai ca mareste eficienta terenului folosit ci si optimizeaza utilizarea resurselor naturale precum soarele, apa si solul. Integrarea panourilor fotovoltaice in zonele culturilor agricole permite o exploatare mai eficienta a spatiului, cresterea randamentelor culturilor si contribuie la sustenabilitatea mediului prin imbunatatirea calitatii solului si a biodiversitatii.

Beneficiile integrarii sistemelor agrivoltaice in horticultura

Beneficiile utilizarii si integrarii unor sisteme bazate pe energii regenerabile care sa furnizeze energie electrica destinata activitatilor horticole si de microindustrializare in cadrul fermelor sunt multiple. Cele mai semnificative se pot considera a fi urmatoarele:

• • Cresterea eficientei terenului, deoarece sistemele agrivoltaice permit utilizarea inteligenta si intensiva a terenurilor, economisind teren agricol prin asezarea panourilor fotovoltaice intre randurile de plante sau, in principal, deasupra culturilor existente. Acest lucru este deosebit de important in zonele cu teren agricol limitat sau cu o cerere ridicata de utilizare a solului.
  • Reducerea consumului de apa datorita faptului ca panourile fotovoltaice ofera o umbrire partiala sau chiar totala culturilor, ce duce la o reducere a evaporatiei si, implicit, a necesarului de apa pentru cultura agricola. Astazi este recunoscut faptul ca sistemele agrivoltaice permit o gestionare mai eficienta a resurselor de apa si o crestere a randamentului culturilor. Aceste caracteristici sunt foarte importante in zonele cu disponibilitate limitata de apa sau in perioadele de seceta indelungata.
  • Protectia plantelor impotriva intemperiilor, deoarece panourile fotovoltaice amplasate deasupra culturilor ofera o protectie naturala impotriva grindinei, ploilor excesive si altor conditii meteorologice extreme, prevenind astfel daunele la culturi si riscul de pierdere a recoltelor.
  • Imbunatatirea calitatii recoltelor datorata prezentei unei lumini difuze sub panourile fotovoltaice care creeaza un mediu optim pentru cresterea plantelor, favorizand fotosinteza si conducand la obtinerea unor recolte de calitate superioara.
  • Eficienta energetica crescuta in cazul panourilor fotovoltaice montate deasupra culturilor agricole, determinata de scaderea temperaturii panourilor fotovoltaice cu 4 - 6 ºC datorita prezentei plantelor de la sol pe durata perioadei lor de functionare. Integrarea panourilor solare in practicile agricole ofera o sursa de energie electrica regenerabila in imediata apropiere a culturilor agricole care poate fi utilizata atat pentru alimentarea activitatilor agricole aferente culturilor si activitatilor de microindustrializare din cadrul fermelor cat si pentru a fi distribuita in reteaua electrica locala.
  • Reducerea costurilor cu energia electrica pentru fermieri si cresterea veniturilor lor.
  • Reducerea emisiilor de carbon prin generarea de energie fotovoltaica in cadrul sistemelor agrivoltaice ducand la reducerea dependentei de sursele de energie fosile, contribuind astfel la diminuarea emisiilor de gaze cu efect de sera.

Implementarea sistemelor agrivoltaice

Rezultatele implementarii unui sistem agrivoltaic depind de mai multi factori si strategii care au fost considerate si analizate inca din etapele initiale ale proiectului de tip agrivoltaic cand s-au definit si stabilit caracteristicile sistemului si performantele sale “agricole” si “electrice” legate de cele doua principale obiective: productia agricola si productia de energie electrica.

In general, conform celor definite de standardul german DIN SPEC 91434, elaborat si dezvoltat de specialistii institutului Fraunhofer ISE si ai Universitatii din Hohenheim in colaborare cu un consortiu de parteneri din cercetare si industrie (vezi Fig. 1), s-au definit cateva categorii, I si II si forme de utilizare a terenului agricol prezentate in figurile A, B si C, astfel:

• • Categoria I - Setul de panouri fotovoltaice sunt montate deasupra culturii agricole cu spatiu liber vertical > 2,1 m, caz in care cultura agricultura se afla sub sistem agrovoltaic (imaginea A)
  • Categoria II - Setul de panouri fotovoltaice sunt montate intre randurile de cultura agricola cu spatiu liber vertical < 2,1 m, caz in care cultura agricultura se afla intre randurile de panouri fotovoltaice (imaginea B/C)

Fig. 1: Ilustrarea categoriilor si formelor de utilizare a terenului, conform DIN SPEC 91434.

© Fraunhofer ISE
Imaginea A: Ilustratie a unei categorii I configurate;
Imaginea B: Ilustratie a unui montaj de categoria II, varianta 1;
Imaginea C: Ilustratie a unei configuratii de categoria II, variantele 1 si 2.

Prin evidentierea cerintelor pentru utilizarea agricola primara a sistemelor agrivoltaice, standardul urmareste sa distinga clar sistemele fotovoltaice de tip agrivoltaic de sistemele fotovoltaice conventionale montate la sol sau pe acoperisul cladirilor, ceea ce reprezinta o conditie prealabila cheie pentru asigurarea introducerii si valorizarii sistemelor fotovoltaice de tip agrivoltaic cu succes pe pietele agricola si energetica.

De aceea intotdeauna, inca de la inceput, cand definim si structuram un sistem agrivoltaic trebuie sa avem in vedere ca un proiect de tip agrivoltaic este de fapt o colaborare sau un parteneriat intre un “fermier”, interesat in primul rand de performantele activitatii sale agricole pe o anumita suprafata agricola si in al doilea rand de beneficiile aduse de productia de energie electrica si un “producator de energie electrica din resurse fotovoltaice”, interesat in primul rand de eficienta sistemului fotovoltaic si cantitatea de energie electrica produsa de sistemul sau amplasat pe aceeasi suprafata agricola.

Care dintre parti are ponderea majoritara in cadrul acestei colaborari sau in cadrul parteneriatului, va fi partenerul mai important in cadrul proiectului si cel care va impune una dintre cele doua mari tipuri de structuri specifice unui sistem de tip agrivoltaic, si anume:

• • Energetica - Structura destinata maximizarii productiei de energie electrica:
    • • Sistem agrivoltaic cu cultura agricola amplasata intre randurile sau sirurile de panouri fotovoltaice, caz in care, de regula, panourile fotovoltaice sunt de tip “normal”, adica fara transparenta.
  • Agricola - Structura destinata maximizarii productiei agricole:
    • • Sistem agrivoltaic cu cultura agricola amplasata sub randurile sau sirurile de panouri fotovoltaice si umbrita de panourile fotovoltaice, caz in care, de regula, panourile fotovoltaice sunt de tip “semitransparent”, adica cu un anumit grad de transparenta.

Avand in vedere cele prezentate, implementarea cu succes a sistemelor agrivoltaice necesita o planificare atenta si adaptarea atat la specificul fiecarei ferme sau plantatii cat si la tipul de proiect sau structura: de tip “energetic” sau de tip “agricol”. Mai multi factori precum: orientarea terenului, tipurile de culturi cultivate, nevoile de apa si intensitatea radiatiei solare sau tipul de conectare la reteaua locala de distributie a energiei electrice, profilul de consumator al beneficiarului si de producator al locatiei si necesitatile de stocare locala a energiei electrice trebuie luati in considerare pentru a obtine cele mai bune rezultate.

Iata cativa pasi cheie privind integrarea si implementarea:

1. 1. Analiza situatiei: Evaluarea terenului disponibil, a conditiilor climatice si a nevoilor specifice de lumina sau umbrire, caldura si umiditate ale culturilor este esentiala pentru a dezvolta un plan adecvat.
   2. Selectarea infrastructurii adecvate: Alegerea panourilor fotovoltaice potrivite de tip normal, daca amplasarea lor se face la sol, sau semitransparent, daca amplasarea lor se face cu ajutorul structurilor metalice de sustinere deasupra culturilor agricole, este cruciala pentru a asigura o integrare intre productia de energie si cultivarea plantelor conform obiectivului major al proiectului, adica cel agricol sau cel energetic.
   3. Planificarea culturilor: Selectionarea culturilor potrivite pentru integrarea cu sistemele agrivoltaice precum si modul in care acestea vor fi dispuse intre sirurile de panouri fotovoltaice sau sub panourile fotovoltaice, trebuie sa fie luate in considerare in etapa de planificare.
   4. Monitorizarea si ajustarea: Supravegherea constanta a performantei culturilor si a productiei de energie este esentiala pentru a face ajustarile necesare in functie de schimbarile de mediu sau cerintele culturilor.

Concluzie

Integrarea si implementarea sistemelor agrivoltaice in practicile destinate horticulturii reprezinta o solutie inovatoare si promitatoare pentru obtinerea unei agriculturi mai durabile si eficiente din punct de vedere energetic. Aceasta abordare combina avantajele productiei agricole cu cele ale energiei fotovoltaice, oferind o directie catre un viitor mai sustenabil si mai ecologic pentru sectorul agricol. Prin optimizarea resurselor de teren, apa si energie, sistemele agrivoltaice ofera o cale catre o horticultura mai eficienta, rezilienta si durabila in fata provocarilor climatice actuale si viitoare. De asemenea, prin adoptarea acestor tehnologii, agricultorii pot contribui la reducerea impactului asupra mediului si la asigurarea securitatii alimentare pentru generatiile viitoare.

Dr.ing. Dragos Ofrim, Director
InterNET SRL
Email: internet@inter-net.ro
Tel. 0744 362 378

Bibliografie
a) Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE: Agrivoltaics: Opportunities for Agriculture and the Energy Transition. A Guideline for Germany, April 2022

• < Anterior
• Următor >