Agrovoltaicele – un nou tip de agricultură
Panourile fotovoltaice permit producția de energie curată, regenerabilă, fiind un tip de centrală ce poate fi aplicat la scară largă, fără a produce gaze de seră sau reziduuri periculoase pentru populație și mediu. Un dezavantaj major al parcurilor fotovoltaice este spațiul extins pe care îl ocupă pentru o perioadă îndelungată, de 25-30 de ani. De-a lungul timpului s-a încercat compensarea acestui inconvenient, prin asocierea de activități conexe, care să permită o dublă valorificare a spațiului. Multiple metode de utilizare duală au fost implementate și testate la scară mică, iar studiile observaționale au arătat că parcurile fotovoltaice pot fi exploatate în continuare ca și terenuri cu destinație agricolă. Prin simpla ajustare a dimensiunilor structurii de susținere, se pot crea condiții specifice favorabile cultivării de fructe, flori, legume sau creșterii animalelor. Experiența fermierilor ce au testat agrovoltaicele arată că microclimatul oferit de parcul fotovoltaic poate fi deosebit de avantajos pentru unele culturi. Pentru că tehnologiile noi vin cu provocări noi, s-a observat că aparentele limite ale agrovoltaicelor provin din insuficienta cunoaștere a afectului umbririi asupra plantelor, obținerea de informații în acest sens fiind absolut necesară pentru optimizarea și dezvoltarea de ferme inovatoare. Nu în ultimul rând, utilizarea duală crește randamentul financiar și extinde sursele de venituri ale proprietarului parcului fotovoltaic.
Tipuri de sisteme agrovoltaice
Agrovoltaicele – acoperișuri fotovoltaice
Pot fi instalate pe clădirile exploatărilor agricole (hambare, hale, ferme, grajduri, depozite de cereale etc). Energia obținută poate fi folosită pentru asigurarea condițiilor optime de temperatură, umiditate, lumină în crescătoriile de animale și alimentează sistemele de climatizare/încălzire/ventilație/iluminat.
În cadrul hambarelor, se practică utilizarea de panouri hibride termovoltaice, producătoare de curent și căldură în vederea uscării furajelor.
Agrovoltaicele utilizate în legumicultură
Sistemul permite creșterea de legume, flori sau fructe sub acoperirea parțială cu panouri fotovoltaice. În acest caz, agricultorul poate fi proprietar sau închiriază spațiul de la dezvoltator și beneficiază de o structură asemănătoare serelor convenționale. Au fost testate mai multe tipuri de acoperiș, cel mai răspândit de pe piață fiind de tip bipantă simetrică, datorită luminozității crescute. Umbrirea obținută, raportată la o cultură în câmp deschis este de 60%. Comparativ, pentru un acoperiș în bipantă asimetrică această valoare este de 80%. Se folosesc și modele de monopantă simetrică sau asimetrică. Sera poate fi de tip închis sau deschis.
Cultivarea în sere fotovoltaice este interesantă din mai multe motive: agricultorul nu mai face investiții importante, iar metoda este mai avantajoasă decât cultivarea în câmp deschis sau în sere de tip tunel. Plantele sunt protejate de intemperii; se reduce necesarul de apă pentru irigație în sezonul cald, se reduc efectele înghețului în perioada de iarnă. Comercializarea recoltelor permite valorificarea suplimentară a terenului exploatat deja în scop energetic. Umbrirea dată de panouri este favorabilă dezvoltării anumitor culturi (sfeclă, gulii, salate, asparagus, fenicul etc) și scade riscul de inhibiție fotosintetică a plantelor în perioadele caniculare.
Inconvenientele serelor fotovoltaice
Inconvenientele serelor fotovoltaice emerg, în principal, din cauza efectului de umbrire, greu de tolerat pentru unele specii. Amplasarea spre sud a modulelor este benefică pentru producția de energie, dar acționează în detrimentul expunerii la lumină a vegetației. Anumite culturi nu pot fi adaptate acestui tip de agricultură, din cauza cerințelor sporite față de lumină. Compromiterea procesului normal de fotosinteză se poate manifesta prin afectarea parțială sau prin absența totală a recoltelor. Experiența arată că există multe cazuri de abandon al activității agricole în cadrul serelor fotovoltaice din cauza randamentului nesatisfăcător. Nu e de neglijat nici faptul că pot să existe constrângeri legate de necesitățile de pregătire suplimentară a terenului (terasarea pantelor, recuperarea apei pluviale pentru irigație și evitarea eroziunii) care cresc costurile și scad rentabilitatea proiectului agricol. Practicile evoluează și sunt actualizate constant, pentru a contracara aceste deficiențe și a asigura o iluminare mai omogenă: plantarea diferențiată, folosirea sticlelor ce permit o difuzie mai largă a luminii, mulcirea cu folie agrotextilă albă etc. Urmărind optimizarea procesul de fotosinteză, producătorii au creat panouri fotovoltaice transparente speciale, destinate sectorului agrovoltaicelor.
Pentru ca proiectul de seră fotovoltaică să permită exploatarea maximă a potențialului de cultivare, nevoile agricultorului trebuie luate în calcul încă din faza de concepție și proiectare (design, orientare, dimensionare, metodele de irigație practicate). Echipa Fortza Solar studiază toate recomandările și studiile noi din domeniu pentru a pune la dispoziția clientului o structură fiabilă, ergonomică, bazată pe calcule precise, demonstrate teoretic și experimental.
Agrovoltaicele utilizate în floricultură
Cultura bujorului pare să beneficieze cel mai mult de condițiile oferite de sera fotovoltaică. Spre deosebire de o seră convențională, temperatura de iernare este mult mai joasă, iar acest factor este indispensabil pentru înflorire. Riscul de căldură excesivă și secetă care ar duce la scăderea numărului de tije florale este, de asemenea, diminuat. S-a încercat și folosirea de trackere solare, prin cantitatea de lumină încercându-se amânarea sau grăbirea recoltelor, care trebuie să respecte un calendar fix pentru ca florile să poată fi comercializate în zilele în care cererea pieței e maximă (de exemplu, sărbătorile de 1 și 8 martie). Totuși, varietățile de flori care pot fi cultivate în condiții parțiale de umbră sunt limitate, iar experiența acumulată până în prezent este insuficientă pentru a stabili eficiența acestei metode de creștere.
Agrovoltaicele utilizate în viticultură și pomicultură
Pentru a practica acest tip de agricultură, este necesară adaptarea înălțimii structurilor de susținere a panourilor fotovoltaice, ceea ce crește, implicit, și necesarul de material.
Sera permite o mai bună adaptare a pomilor la condițiile climatice, oferind protecție împotriva secetei, grindinei, gerului. Fiind robuste, se pot atașa cu ușurință plase de protecție anti-păsări sau antigrindină. S-a observat o predispoziție către apariția de boli fungice, corelată cu excesul de apă și posibilitățile de ventilație naturală mai reduse decât în cazul livezilor tradiționale. Inconvenientul major este dat de riscul potențial de incompatibilitate între tratamentele fitosanitare necesare culturilor și structura metalică a serei (acoperirea metalului cu argile/cupru poate avea un efect coroziv). Și în cazul pomiculturii, varietățile compatibile cu agrovoltaicele sunt limitate din cauza umbririi ce poate să scadă producția, dar și să modifice calendarul recoltelor.
Agrovoltaicele – avantaje și dezavantaje
AGROVOLTAICELE – AVANTAJE | AGROVOLTAICELE – DEZAVANTAJE |
| Este diminuată cantitatea necesară de apă pentru irigare, chiar și peste 20%
| Varietățile care se pretează acestui tip de cultură sunt limitate. |
| Fructele și legumele cultivate în acest sistem sunt protejate de grindină, îngheț, secetă
| Umbrirea oferită de panouri poate prelungi etapele de dezvoltare, întârziind recoltele.
|
| Prin proiectarea eficientă a structurilor se pot asigura sisteme de colectare a apei pluviale ce se folosește ulterior pentru irigația culturilor | Umiditatea poate fi mai mare față de o cultură în câmp neprotejat, crește riscul de infecții fungice în cazul anumitor culturi
|
| Scade eroziunea produsă de vânt
| Nivel de abandon ridicat |
| Se pot atașa și alte sisteme de protecție – plase antigrindină, împotriva insectelor sau păsărilor
| Risc de incompatibilitate între tratamentul fitosanitar și structura metalică (efect coroziv) |
| Distribuția luminii poate fi optimizată prin utilizarea sistemelor solar tracker
| Fiind un tip nou de agricultură, feedback-ul despre experiența agricultorilor este insuficent |
| Permite obținerea unei surse de venit asociate, dar și valorificarea sinergică a unui teren ocupat pe termen lung
| Pot fi necesare investiții suplimentare pentru terasare, sisteme de recuperare a apei pluviale |
| Modifică microclimatul: scade temperatura solului în zilele însorite, afectează viteza vântului, scade cantitatea de apă evaporată din sol. Variațiile sunt cu atât mai mari, cu cât înălțimea structurilor este mai importantă | Limite tehnologice cauzate de necunoașterea efectelor umbririi asupra plantelor, se impun studii suplimentare |
| Plantele au un efect de răcire asupra panourilor fotovoltaice, contribuind la creșterea eficienței energetice | Proprietăți organoleptice posibil afectate de expunerea insuficientă la lumină |
https://librairie.ademe.fr/cadic/6435/pv_sur_terrains_agricoles_-_recueil_des_rex.pdf
https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/en/documents/publications/studies/APV-Guideline.pdf
