Νέα έρευνα από το Πανεπιστήμιο της Φλωρεντίας από την Ιταλία έδειξε ότι μπορούν να μειώσουν την απόδοση του λαχανικού έως και 15% σε σύγκριση με την πλήρη φωτισμένη καλλιέργεια
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Φλωρεντίας στην Ιταλία ανέλυσαν την επίδραση μιας αγροβολταϊκής εγκατάστασης στην καλλιέργεια πατάτας μέσω ενός πλαισίου μοντελοποίησης που συνδυάζει την παραγωγή φωτοβολταϊκής ενέργειας, τη χαρτογράφηση σκίασης υψηλής ανάλυσης, την ανάπτυξη βιομάζας βάσει διεργασιών και την οικονομική ανάλυση.
«Σε αυτήν την εργασία, δεν πραγματοποιήσαμε μια ειδική εκστρατεία μετρήσεων πεδίου με πυρανόμετρα ή αισθητήρες PAR κάτω από τη σειρά σε ένα πραγματικό σύστημα για τη μελέτη περίπτωσης.
Αντίθετα, η σκίαση μοντελοποιήθηκε χρησιμοποιώντας μια ντετερμινιστική γεωμετρική προσέγγιση σε διαστήματα 5 λεπτών, με βάση τη γεωμετρία του συστήματος και τη θέση του ήλιου.
Αυτή η μέθοδος διασφαλίζει τη φυσική συνέπεια, καθώς λαμβάνει υπόψη τις διακυμάνσεις του αποτυπώματος με κλίση, αζιμούθιο και ηλιακή γεωμετρία, παρέχοντας παράλληλα υψηλή χωρική ανάλυση.
Η έμμεση συνέπεια της ροής εργασίας επαληθεύτηκε συγκρίνοντας τις μοντελοποιημένες μειώσεις απόδοσης με πειραματικά δεδομένα που αναφέρονται στη βιβλιογραφία για πατάτες υπό εύκρατες ευρωπαϊκές συνθήκες σε παρόμοια επίπεδα σκίασης. Επιπλέον, οι αποδόσεις σε ανοιχτό χωράφι διασταυρώθηκαν με εθνικά κριτήρια αναφοράς», δήλωσε στο pv-magazine.com ο Andrea Ademollo (συντάκτης της έρευνας).
Στη μελέτη «Αγροβολταϊκά με περιορισμούς πολιτικής στην Ιταλία: μια μελέτη περίπτωσης πατάτας που συνδέει τη σκίαση, την καλλιέργεια και την οικονομία» η οποία δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Applied Energy, ο Ademollo και οι συνεργάτες του ανέλυσαν ένα αγροβολταϊκό εργοστάσιο με ανοιχτό δοκό ισχύος 1 MW που εγκαταστάθηκε σε ένα χωράφι πατάτας στο Sesto Fiorentino, κοντά στη Φλωρεντία.
Λειτουργία συστήματος
Το προσομοιωμένο σύστημα υποτίθεται ότι καταλαμβάνει το 40% του χώρου και χρησιμοποιεί μονοκρυσταλλικές μονάδες 2 m × 1 m με απόδοση 19% και ισχύ εξόδου 400 W, τοποθετημένες 3 m πάνω από το έδαφος με κλίση 30° και απόσταση μεταξύ των σειρών 5 m.
Η ομάδα πραγματοποίησε προσομοιώσεις σκίασης υψηλής ανάλυσης σε διαστήματα 5 λεπτών με χωρική ανάλυση 13 cm × 6,5 cm και ανέλυσε ένα 18ετές αρχείο μετεωρολογικών δεδομένων της καλλιεργητικής περιόδου, από την 1η Μαρτίου, τη σπορά, έως τη φυσιολογική ωριμότητα, για να αξιολογήσει τις μακροπρόθεσμες αποδόσεις πατάτας στο αγροβολταϊκό σύστημα και ένα συμβατικό φωτοβολταϊκό σημείο αναφοράς τοποθετημένο στο έδαφος.
Αποδόσεις πατάτας περίπου 15% χαμηλότερες
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η άμεση ακτινοβολία κάτω από τα πάνελ μπορεί να μειωθεί έως και 55% κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου, οδηγώντας σε αποδόσεις πατάτας περίπου 15% χαμηλότερες από τις καλλιέργειες πλήρους φωτισμού.
Ωστόσο, διαπιστώθηκε ότι η μέτρια σκίαση στις αρχές της καλλιεργητικής περιόδου καθυστερεί την εξάντληση της υγρασίας του εδάφους, επεκτείνοντας τη συσσώρευση βιομάζας και βελτιώνοντας την αποδοτικότητα της χρήσης νερού.
«Με μειωμένη ακτινοβολία, το έδαφος και το θόλο θερμαίνονται λιγότερο, μειώνοντας την εξατμιστική ζήτηση.
Ως αποτέλεσμα, τα φυτά χάνουν λιγότερο νερό σε σύγκριση με τις συνθήκες ανοιχτού αγρού. Η χαμηλότερη υδατική καταπόνηση παρατείνει τον κύκλο παραγωγής: τα φυτά βιώνουν αγχωτικές συνθήκες αργότερα, διατηρώντας καλή υδατική κατάσταση για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, γεγονός που καθυστερεί τη γήρανση και παρατείνει την περίοδο κατά την οποία η καλλιέργεια αναχαιτίζει την ακτινοβολία και συσσωρεύει βιομάζα.
Η μέτρια σκίαση μπορεί να είναι ευεργετική μειώνοντας την υδατική καταπόνηση, ενώ η έντονη ή παρατεταμένη σκίαση συνήθως περιορίζει τη φωτοσύνθεση και μειώνει την απόδοση», εξήγησε ο Ademollo.
Εσωτερικό ποσοστό απόδοσης 13%
Οι προσομοιώσεις έδειξαν επίσης μια αναλογία ισοδύναμου γης 1,58, αντανακλώντας σημαντική αποδοτικότητα χρήσης γης.
Η τεχνοοικονομική ανάλυση διαπίστωσε ότι το αγροβολταϊκό σύστημα είχε ένα σταθμισμένο κόστος ενέργειας 0,084 € (0,099 $)/kWh, σε σύγκριση με 0,061 €/kWh για ένα συμβατικό φωτοβολταϊκό σύστημα εδάφους στην ίδια τοποθεσία.
Σε εγκαταλελειμμένες γεωργικές εκτάσεις με 70% ιδιοκατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας, η αγροβολταϊκή εγκατάσταση βρέθηκε επίσης να επιτυγχάνει εσωτερικό ποσοστό απόδοσης 13% (10ετής απόσβεση) έναντι 21% (6ετής απόσβεση) για τα φωτοβολταϊκά εδάφους. Σε συμβατικές γεωργικές εκτάσεις, οι μειωμένες απώλειες εσόδων από καλλιέργειες βοήθησαν στη μείωση αυτού του χάσματος.
www.worldenergynews.gr
