Agrovoltaics – tava paigutada päikesepatareipaigaldised põllumaa kõrvale – võetakse kogu maailmas üha sagedamini kasutusele, et juurutada hajutatud puhast energiat ilma maakasutust kahjustamata.
Oregoni osariigi ülikooli uuringute kohaselt võib päikese- ja põllumajandusenergia koospaiknemine anda 20 protsenti kogu Ameerika Ühendriikide elektritootmisest. Teadlaste sõnul võib agrovoltaikute laiaulatuslik paigaldamine kaasa tuua süsinikdioksiidi heitkoguste vähenemise 330 tuhande tonni võrra aastas, millel on minimaalne mõju põllukultuuride saagikusele.
Uuringu kohaselt oleks vaja Marylandi osariigi suurust ala, et agrogalvaanika saaks katta 20 protsenti USA elektritootmisest. See on umbes 13,000 1 ruutmiili ehk 1 protsent USA praegusest põllumajandusmaast. Globaalses mastaabis on hinnanguliselt XNUMX protsent kogu põllumaast võimalik toota energiat, mida maailm vajab, kui muuta päikeseenergiaks.
Agrogalvaaniliste paneelide paigaldamiseks on palju võimalusi. Üks levinumaid meetodeid on rajatise tõstmine üles, et teha ruumi põllumajandustehnikale või kariloomadele, et selle all vabalt liikuda. Veel üks moekas disain on fotogalvaaniliste paneelide vertikaalne orienteerimine, jättes paneeliridade vahele laiad vabad ruumid.
Ühendriigid
Californias Somersetis paigaldati viinamarjaistandusele Saksa disainitud Sunzauni vertikaalsed päikesepaneelid. Paigaldaja Sunstall töötas välja paigalduse, mis koosnes 43 450 W moodulist, mis on ühendatud mikroinverteriga ja kahest akust.
Minimalistlik disain kasutas moodulite raamides auke, et teha lihtne kinnitus kahe vaia külge, mis väldib vajadust raske riiulisüsteemi järele. Bifacial päikesemoodulid toodavad energiat vertikaalselt orienteeritud massiivi mõlemal küljel.
Traditsioonilistes horisontaalse orientatsiooniga süsteemides lõigatakse paneelide riiulisüsteemile paigaldamiseks kasutatavad siinid tavaliselt paneeli kavandatud suuruse järgi. Kui paneeli suurus muutub pärast kõigi muude komponentide hankimise lõpetamist, võib projektis esineda viivitusi, kui rööbaste ümberkujundamine toimub vastavalt uuendatud paneeli suurusele. Sunzauni disain võimaldab hõlpsalt kohaneda paneeli suuruse muutusega, reguleerides iga virna vahelist kaugust. Samuti on vajadusel võimalik reguleerida paneelide kõrgust maapinnast.
Saksamaa
Leipzigi rakenduskõrgkooli teadlased on uurinud lääne-ida suunaliste vertikaalsete fotogalvaaniliste süsteemide massilise kasutuselevõtu võimalikku mõju Saksamaa energiaturule. Nad on leidnud, et need rajatised võivad avaldada soodsat mõju riigi võrgu stabiliseerimisele, võimaldades samal ajal paremini integreerida põllumajandustegevust kui tavalised maapealsed fotogalvaanilised elektrijaamad.
Teadlased leidsid, et vertikaalsed fotogalvaanilised süsteemid võivad nihutada päikeseenergia jõudlust kõige suurema elektrinõudluse ja talvekuudel elektrivarustuse tundide suunas, vähendades seeläbi päikesepiiranguid.
"Kui energiasüsteemi mudelisse on integreeritud 1 TW laadimis- ja tühjendusvõimsuse ning 1 TWh võimsusega elektrisalvesti, väheneb efekt CO2 säästuks kuni 2.1 Mt/a, kui vertikaalmoodulid on orienteeritud 70 protsenti idast. läände ja 30 protsenti lõunasse," ütlesid nad. "Lõpuks, kuigi mõne jaoks võib tunduda ebareaalne vertikaalsete elektrijaamade 70 protsendi saavutamine, on isegi madalamal määral kasulik mõju."
Jaapan
Jaapanis ehitas Saksa moodulitootja Luxor Solari tütarettevõte Luxor Solar KK Eco Rice Niigatale kuuluva riisitöötlemistehase parklasse 8.3 kW vertikaalse fotogalvaanilise süsteemi.
"Autod pargitakse vertikaalsete süsteemide vahele," selgitas Luxor Solar KK tegevdirektor Uwe Liebscher ajakirjale PV. "Selle süsteemi eesmärk on näidata vastupidavust talvel ja täiendavat energiatõhusust lume peegelduse tõttu." Seevastu Niigata on tuntud suure lumekoormusega alana, kus talvel on kuni 2-3 meetrit lund.
Lõunapoolses süsteemis on Luxor Solari enda heteroühendusega päikesemoodulid, samuti Saksamaa vertikaalse fotogalvaanilise spetsialisti Next2Sun kinnitussüsteemid ja Jaapani Omroni inverterid. Vertikaalne koost varustatakse elektriga süsteemi kõrval asuvale riisitöötlemistehasele. Nagaoka linn rahastas projekti 2 miljoni jeeniga (14,390 XNUMX dollarit).
"Vertikaalne installatsioon kasutab põllumaast vaid minimaalset pinda, säilitades samal ajal rohkem kui 85 protsenti põllukultuuridele jõudvast valgusest, mis tagab optimaalse tasakaalu päikeseenergia ja põllumajanduse vahel, mis on Jaapanis ülioluline," selgitab ta. "See võimaldab meil ehitada suures mahus põllumajanduslikke süsteeme avalikele põllumaadele, näiteks nisu, kartuli või riisi jaoks."
Prantsusmaa
Prantsusmaal on TotalEnergies ja agrogalvaanika spetsialist InVivo käivitanud 111 kW vertikaalse agrogalvaanika demonstraatori. TotalEnergies ütles, et pilootinstallatsiooni käigus uuritakse päikesepaneelide mõju põllumajanduslikule saagikusele, samuti saidi bioloogilisele mitmekesisusele, süsiniku säilitamisele ja veekvaliteedile.
"Oleme veendunud, et rohelise elektri tootmise, biogaasi ja põllumajanduse vahel tekkinud sünergia on üks lahendusi, mis tagavad meie energia- ja toidusõltumatuse," ütles TotalEnergies Renouvelables France'i tegevjuht Thierry Muller.
Rootsi
Mälardaleni ülikooli (Rootsi) teadlased on välja töötanud arvutusliku vedeliku dünaamika (CFD) mudeli, mis hõlbustab mikrokliima analüüsi vertikaalsetes fotogalvaanilistes projektides. CFD simulatsioone kasutatakse keeruliste võrrandite lahendamiseks tahkete ainete ja gaaside voolu kohta läbi kehade ja nende ümber, mida saab kasutada agrovoltailiste süsteemide mikrokliima analüüsimiseks.
"Agrivoltaic (AV) süsteemimudeleid kasutatakse sageli uute AV-süsteemide kujundamisel ja otsuste tegemisel, kuna mikroklimaatilisi muutusi saab analüüsida / ennustada AV-süsteemi asukoha ja lahenduse põhjal," ütles teadur Sebastian Zainalli. rääkis pv ajakirjale.w
Uuringus täheldati päikesekiirguse intensiivsuse vähenemist 38 protsenti vertikaalsete fotogalvaaniliste moodulite varjutatud maapiirkondades.
Põhiprintsiibid
USA riiklik taastuvenergia labor pakkus välja viis põhimõtet agrogalvaanika edu saavutamiseks, sealhulgas:
Kliima-, pinnase- ja keskkonnatingimused: Koha keskkonnatingimused peavad sobima nii päikeseenergia tekitamiseks kui ka soovitud põllukultuuride või taimkatte jaoks.
Konfiguratsioonid, päikeseenergia tehnoloogiad ja kujundused: päikesetehnoloogia valik, objekti paigutus ja muud infrastruktuurid võivad mõjutada kõike alates päikesepaneelideni jõudva valguse hulgast kuni selleni, kas traktor võib vajadusel paneelide alt läbi sõita. "See infrastruktuur on kohapeal järgmised 25 aastat, nii et seda tuleb teha õigeks ettenähtud otstarbeks. Projekti edukus sõltub sellest, ”ütleb NREL-i teadur James McCall, kes töötab InSPIRE-iga.
Põllukultuuride valik ja kasvatusmeetodid, seemnete ja taimestiku kujundus ning majandamisviisid: Agrivoltaic projektid peaksid valima põllukultuurid või pinnakatted, mis arenevad paneelide all nende kohalikus kliimas ja mis on kohalikel turgudel kasumlikud.
Ühilduvus ja paindlikkus: Agrogalvaanika peab olema konstrueeritud viisil, mis kohandub päikesepatareide omanike, päikeseenergia käitajate ja talunike või maaomanike vastuoluliste vajadustega, et võimaldada tõhusat põllumajandustegevust.
Koostöö ja partnerlused: iga projekti õnnestumiseks on rühmadevaheline suhtlus ja mõistmine ülioluline.
Allikas: https://www.pv-magazine-mexico.com