Πολυετής μελέτη διαπιστώνει ότι ανταποκρίνονται σε διαφορετικά πρότυπα σκίασης
Πολυετείς δοκιμές πεδίου που διεξήχθησαν στην Ιταλία δείχνουν ότι τα αγροβολταϊκά συστήματα μπορούν να υποστηρίξουν υγιείς αποδόσεις πατάτας χωρίς μεγάλες απώλειες.
Η στρατηγική σκίαση και η δυναμική διαχείριση του φωτός κατά τη διάρκεια κρίσιμων σταδίων ανάπτυξης αποδείχθηκαν καθοριστικές για τη διατήρηση της παραγωγικότητας.
Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής το Καθολικό Πανεπιστήμιο της Ιερής Καρδιάς της Ιταλίας ολοκλήρωσε ένα τετραετές πείραμα πεδίου για την καλλιέργεια πατάτας υπό αγροβολταϊκά συστήματα (APV).
Η ερευνητική εργασία παρουσιάστηκε στο άρθρο «Καλλιέργεια πατάτας σε αγροβολταϊκά συστήματα στη Βόρεια Ιταλία: μια τετραετής μελέτη περίπτωσης για τη ρύθμιση συστοιχιών, τα μοτίβα σκίασης και την απόκριση στην απόδοση», που δημοσιεύτηκε στο Smart Agricultural Technology.
Η ερευνητική ομάδα περιελάμβανε επιστήμονες από την εταιρεία τεχνολογίας αγροβολταϊκών REM Tec.
Η μελέτη ανέλυσε πώς οι αποδόσεις και τα χαρακτηριστικά της πατάτας ανταποκρίνονται σε διαφορετικά πρότυπα σκίασης.
«Η καλλιέργεια πατάτας, παρά την παγκόσμια σημασία της, έχει σχετικά υποεκπροσωπηθεί στην αγροβολταϊκή έρευνα, με μόνο λίγες διαθέσιμες μελέτες», δήλωσε η ομάδα.
«Η καινοτομία της έρευνάς μας έγκειται στον συνδυασμό πολυετών δεδομένων πεδίου με μια φυσιολογική ερμηνεία των αποκρίσεων των καλλιεργειών υπό αγροβολταϊκές συνθήκες», δήλωσε στο pv-magazine.com ο MicheleColauzzi (συντάκτης της έκθεσης).
Ένα εκπληκτικό εύρημα, σύμφωνα με τον Colauzzi, ήταν ότι η μείωση της απόδοσης δεν ήταν ανάλογη με τη συνολική μείωση της ακτινοβολίας. «Η μέτρια σκίαση είχε περιορισμένες επιπτώσεις, ενώ τα υψηλότερα επίπεδα σκίασης προκάλεσαν απότομη μείωση της απόδοσης», είπε. «Αυτό υποδηλώνει μια «ζώνη ανοχής», πέρα από την οποία η απόδοση των καλλιεργειών μειώνεται σημαντικά. Ο χρόνος σκίασης ήταν πιο σημαντικός από τον εποχιακό μέσο όρο, υπογραμμίζοντας τον ρόλο της φυσιολογίας των καλλιεργειών στο σχεδιασμό του συστήματος APV».
Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν σε μια μεγάλη εμπορική εγκατάσταση APV στο Borgo Virgilio της Βόρειας Ιταλίας.
Το ηλιακό πάρκο χρησιμοποιεί ένα σύστημα παρακολούθησης διπλού άξονα Agrovoltaico της REMTec, εξοπλισμένο με μονοκρυσταλλικές μονάδες πυριτίου 325W με απόδοση 17%, με συνολική εγκατεστημένη ισχύ 2.147MW.
Εξετάστηκαν 5 σενάρια σκίασης σε 4 χρόνια
Μεταξύ 2021 και 2024, 4 ανεξάρτητες δοκιμές πεδίου εξέτασαν 5 σενάρια σκίασης.
Το σενάριο πλήρους φωτισμού (FL) χρησίμευσε ως αναφορά, αντιπροσωπεύοντας την τυπική καλλιέργεια πατάτας χωρίς σκίαση.
Το σενάριο ST1 αντιστοιχούσε στο μη τροποποιημένο σύστημα παρακολούθησης Agrovoltaico.
Στο σενάριο ST2‑2021, ένα δίχτυ σκίασης υψηλής πυκνότητας διαστάσεων 5m×12m εγκαταστάθηκε οριζόντια κάτω από τα φωτοβολταϊκά πάνελ.
Στα ST2‑2022/2023, η ομάδα τοποθέτησε ένα ξύλινο πλαίσιο 3m×4m καλυμμένο με μαύρο πολυαιθυλένιο πάνω από τα πάνελ.
Το 2024, δοκιμάστηκε ένα σενάριο αντι-παρακολούθησης (ST1+AT) για τη μείωση της σκίασης κατά τη διάρκεια της κρίσιμης φάσης έναρξης των κονδύλων περιστρέφοντας τον δευτερεύοντα άξονα κατά 90° αντίθετα προς τον ήλιο. Μόλις ολοκληρώθηκε η έναρξη των κονδύλων, το σύστημα παρακολούθησης επανήλθε στην κανονική λειτουργία.
Απόδοση στις καιρικές μεταβολές
Καθόλη τη διάρκεια των δοκιμών, οι ερευνητές παρακολούθησαν τις καιρικές μεταβολές, όπως η θερμοκρασία, η βροχόπτωση, η ακτινοβολία, η υγρασία και ο άνεμος.
Η ηλιακή ακτινοβολία και τα μοτίβα σκίασης στο επίπεδο του εδάφους χαρτογραφήθηκαν για να ποσοτικοποιηθεί το βάθος σκίασης σε όλα τα οικόπεδα. Η ανάπτυξη της πατάτας παρακολουθήθηκε μέσω του ύψους του φυτού, του δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI) και της ειδικής φυλλικής επιφάνειας (SLA). Κατά τη συγκομιδή, μετρήθηκαν η εμπορεύσιμη απόδοση (t/ha), ο αριθμός των κονδύλων ανά τετραγωνικό μέτρο, η κατανομή μεγέθους των κονδύλων και η περιεκτικότητα σε ξηρά ουσία (DMC).
Το μέσο βάθος σκίασης για την ST1 ήταν κατά μέσο όρο περίπου 20% ετησίως.
Η ST2 έφτασε το 37,5% το 2021 και το 42,3% το 2022-2023, ενώ η ST1+AT ήταν κατά μέσο όρο 17% το 2024.
Οι εμπορεύσιμες αποδόσεις αντανακλούσαν αυτά τα επίπεδα σκίασης: 51,5 τόνοι/εκτάριο υπό πλήρες φως το 2021 μειώθηκαν σε 38,9 τόνους/εκτάριο υπό ST1 και 28,0 τόνους/εκτάριο υπό ST2.
Το 2022, οι αποδόσεις μειώθηκαν από 38,0 τόνους/εκτάριο (FL) σε 29,9 τόνους/εκτάριο (ST1) και 24,6 τόνους/εκτάριο (ST2).
Μέχρι το 2023, οι αποδόσεις έφτασαν τους 27,4 τόνους/εκτάριο (FL) και τους 16,1 τόνους/εκτάριο (ST2). Το 2024, οι αποδόσεις ήταν παρόμοιες υπό FL (30,3 τόνους/εκτάριο) και ST1 (29,9 τόνους/εκτάριο), με την ST1+AT να φτάνει τους 32,7 τόνους/εκτάριο.
Πτώση απόδοσης έως και 15% σε σύγκριση με καλλιέργειες πλήρους φωτισμού
Πρόσφατα, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Φλωρεντίας ανέλυσαν τον αντίκτυπο 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.
Τα ευρήματά τους έδειξαν ότι τα αγροβολταϊκά συστήματα μπορούν να μειώσουν την απόδοση της πατάτας έως και 15% σε σύγκριση με τις καλλιέργειες πλήρους φωτισμού.
Ωστόσο, διαπιστώθηκε ότι η μέτρια σκίαση στις αρχές της σεζόν καθυστερεί την εξάντληση της υγρασίας του εδάφους, παρατείνοντας τη συσσώρευση βιομάζας και βελτιώνοντας την αποδοτικότητα της χρήσης νερού.
www.worldenergynews.gr
