Ερευνητές διαπίστωσαν ότι η σκίαση από PV μπορεί να ενισχύσει την ανάπτυξη των αμπελιών, να αυξήσει το βάρος των σταφυλιών και να υποστηρίξει τη βιοποικιλότητα των αυτοφυών φυτών, ενώ παράλληλα μετριάζει τις θερμοκρασίες στον αμπελώνα - Τα αποτελέσματα εξαρτώνται από το τοπικό κλίμα και τα χαρακτηριστικά της καλλιέργειας
Μια ερευνητική ομάδα στην Ιταλία μελέτησε τις επιπτώσεις της αγροβολταϊκής σκίασης στη φυσιολογία των αμπελιών, την απόδοση, τη σύσταση των καρπών και τη βιοποικιλότητα υπό τις θερμές και ξηρές συνθήκες της νότιας Ιταλίας.
Ο Giuseppe Ferrara, καθηγητής στο Τμήμα Εδαφικών, Φυτικών και Επιστημών Τροφίμων του Πανεπιστημίου του Μπάρι, δήλωσε στο pv magazine ότι τα αποτελέσματα δείχνουν δυνητικά σημαντικά οφέλη από τη σκίαση με PV σε θερμά και υδατικά περιορισμένα αγροτικά περιβάλλοντα, αλλά δεν θα πρέπει να extrapolating αυτόματα σε άλλα κλίματα ή καλλιέργειες.
Οι ερευνητές συνέκριναν αμπέλια που αναπτύσσονταν υπό διαφορετικά επίπεδα αγροβολταϊκής σκίασης με αμπέλια που αναπτύσσονταν σε πλήρη ηλιοφάνεια. Διαπίστωσαν σημαντική διαφορά στην ανάπτυξη των βλαστών.
Το μέσο μήκος των βλαστών ήταν 115,8 cm υπό συνθήκες πλήρους ηλιοφάνειας, σε σύγκριση με 268 cm έως 274 cm υπό συνθήκες χαμηλής και υψηλής σκίασης. Η σκίαση ενίσχυσε επίσης την ανάπτυξη της φυλλικής επιφάνειας.
«Ασφαλώς, αυτό ισχύει για τα αμπέλια, ιδιαίτερα σε ένα θερμό και ξηρό κλίμα όπως αυτό της Απουλίας το καλοκαίρι», δήλωσε ο Ferrara. «Πιστεύουμε ότι παρόμοια αποτελέσματα μπορούν επίσης να αναμένονται και για άλλα είδη υπό συγκρίσιμες κλιματικές συνθήκες, λαμβάνοντας πάντα υπόψη την αντοχή του είδους που μελετάται στη σκιά».
Ο Ferrara δήλωσε ότι η ισορροπία μπορεί να αλλάξει σημαντικά σε ψυχρότερες και πιο υγρές περιοχές
Τα μεγαλύτερα πιθανά αγρονομικά οφέλη είναι πιθανό να εμφανίζονται εκεί όπου οι καλλιέργειες αντιμετωπίζουν υψηλές θερμοκρασίες, περιορισμένες καλοκαιρινές βροχοπτώσεις και υδατικό στρες.
Σε αυτά τα περιβάλλοντα, τα PV πάνελ μπορούν ουσιαστικά να παρέχουν προστατευτική λειτουργία, μειώνοντας την έκθεση των φυτών στην υπερβολική ηλιακή ακτινοβολία.
Η μελέτη διαπίστωσε επίσης σημαντικές διαφορές στο βάρος των σταφυλιών. Τα σταφύλια υπό τη μεγαλύτερη σκίαση έφτασαν σε μέσο βάρος 164,9 g, σε σύγκριση με 65,4 g υπό πλήρη ηλιοφάνεια.
Σύμφωνα με τον Ferrara, τα αμπέλια κάτω από τα πάνελ αντιμετώπισαν μικρότερο περιβαλλοντικό στρες, ενώ οι χαμηλότερες θερμοκρασίες επέτρεψαν στη φωτοσύνθεση να λειτουργεί πιο αποτελεσματικά, συμβάλλοντας σε ισχυρότερη ανάπτυξη των βλαστών και των σταφυλιών.
Ο αμπελώνας βασίζεται στη βροχόπτωση, εκτός από περιορισμένη άρδευση έκτακτης ανάγκης, καθιστώντας την προστασία από την ακραία ζέστη ιδιαίτερα σημαντική.
Οι ερευνητές τονίζουν ότι το αποτέλεσμα αυτό δεν μπορεί να γενικευθεί σε πιο υγρές περιοχές
Ο Ferrara αναφέρθηκε σε προηγούμενη πειραματική εργασία στην οινοπαραγωγική περιοχή Βαλπολιτσέλα της βόρειας Ιταλίας, όπου η παραγωγή ήταν υψηλότερη εκτός της περιοχής που καλυπτόταν από PV.
Η απόδοση των αγροβολταϊκών εξαρτάται επομένως από την αλληλεπίδραση μεταξύ της φυσιολογίας της καλλιέργειας και των τοπικών κλιματικών και εδαφικών συνθηκών.
Η σκίαση επηρέασε επίσης τη σύσταση των σταφυλιών. Οι ερευνητές μέτρησαν μείωση της συγκέντρωσης σακχάρων στις ρώγες από 25,8 °Bx υπό πλήρη ηλιοφάνεια σε 22,9 °Bx υπό υψηλή σκίαση, ενώ οι παράμετροι οξύτητας παρουσίασαν συγκριτικά μικρές μεταβολές.
«Η σκίαση καθυστερεί τη συσσώρευση σακχάρων, ενώ οι χαμηλότερες θερμοκρασίες μειώνουν την αποδόμηση των οργανικών οξέων», εξήγησε ο Ferrara. «Επειδή οι ρώγες κάτω από τα πάνελ περιέχουν επίσης περισσότερο νερό, υπάρχει φαινόμενο αραίωσης στη συγκέντρωση σακχάρων».
Το μέγεθος αυτών των διαφορών μπορεί να μεταβάλλεται από έτος σε έτος
Ο Ferrara σημείωσε ότι η χαμηλότερη ηλιακή ακτινοβολία και οι ψυχρότερες συνθήκες μπορούν, σε ορισμένα κλίματα, να μειώσουν την παραγωγικότητα των καλλιεργειών κάτω από τα PV πάνελ σε σύγκριση με την καλλιέργεια σε πλήρη ηλιοφάνεια, όπως έχουν δείξει και άλλες αγροβολταϊκές μελέτες.
Πέρα από τη φυσιολογία και την απόδοση των αμπελιών, οι ερευνητές παρατήρησαν στατιστικά σημαντική αύξηση του πλούτου των αυτοφυών φυτικών ειδών κάτω από τα αγροβολταϊκά πάνελ.
Τα είδη που καταγράφηκαν περιλάμβαναν τριφύλλι, κοινή κίχλη, πεντάνευρο, υάκινθο με ταξιανθία σε μορφή βοστρύχου και αρκετά είδη μηδικής.
Η μεγαλύτερη φυτική ποικιλότητα θα μπορούσε να έχει ευρύτερες οικολογικές επιπτώσεις στις αγροβολταϊκές εγκαταστάσεις.
Η πιο ποικιλόμορφη βλάστηση μπορεί να υποστηρίξει επικονιαστές και ωφέλιμα έντομα, συμπεριλαμβανομένων φυσικών εχθρών των επιβλαβών για τις καλλιέργειες εντόμων. Η βλάστηση του εδάφους μπορεί επίσης να συμβάλει στον περιορισμό της διάβρωσης, στη βελτίωση της δομής του εδάφους και της περιεκτικότητάς του σε οργανική ύλη και ενδεχομένως στην υποστήριξη της μικροβιακής δραστηριότητας.
Οι ερευνητές δεν έχουν ακόμη αξιολογήσει ειδικά τη βιοποικιλότητα του εδάφους, συμπεριλαμβανομένων των βακτηριακών κοινοτήτων και της εδαφικής πανίδας, αλλά ο Ferrara δήλωσε ότι σχεδιάζονται έρευνες που θα καλύπτουν αυτές τις πτυχές.
Η φωτοβολταϊκή συστοιχία άλλαξε επίσης το μικροκλίμα του αμπελώνα
Η αγροβολταϊκή σκίαση μείωσε τις θερμοκρασίες του αέρα κατά περίπου 0,5 °C έως 1,0 °C και αύξησε τη σχετική υγρασία μεταξύ 2% και 14%.
Αυτές οι φαινομενικά μέτριες μεταβολές της θερμοκρασίας μπορούν να καταστούν σημαντικές κατά τη διάρκεια ακραίας καλοκαιρινής ζέστης. Οι υψηλές θερμοκρασίες μπορούν να προκαλέσουν το κλείσιμο των στομάτων των αμπελιών, περιορίζοντας τη φωτοσύνθεση.
Τα φυτά μπορεί επίσης να αυξήσουν τη διαπνοή καθώς προσπαθούν να μειώσουν τη θερμοκρασία των φύλλων, επιδεινώνοντας ενδεχομένως το υδατικό στρες όπου η διαθεσιμότητα νερού είναι ήδη περιορισμένη.
«Ένα ευνοϊκότερο μικροκλίμα, που προκύπτει από τις χαμηλότερες θερμοκρασίες, επιτρέπει στο φυτό να λειτουργεί καλύτερα και πιο αποτελεσματικά, ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια εξαιρετικά θερμών καλοκαιριών», δήλωσε ο Ferrara.
«Οι υψηλές θερμοκρασίες προκαλούν το κλείσιμο των στομάτων και επομένως σταματούν τη φωτοσύνθεση, ενώ το φυτό διαπνέει κυρίως για να μειώσει τη θερμοκρασία των φύλλων».
Τα ευρήματα δείχνουν ότι η άνοδος των θερμοκρασιών θα μπορούσε να αυξήσει το ενδιαφέρον για τα αγροβολταϊκά ως μέτρο προσαρμογής της γεωργίας στο κλίμα στη Μεσόγειο.
Εκτός από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, τα κατάλληλα σχεδιασμένα συστήματα θα μπορούσαν να προστατεύουν τις καλλιέργειες από την υπερβολική ακτινοβολία και ενδεχομένως να καταστήσουν δυνατή την επαναφορά ορισμένων εγκαταλελειμμένων ή οριακών γεωργικών εκτάσεων στην παραγωγή.
Ο Ferrara, ωστόσο, προειδοποίησε να μην αντιμετωπίζονται τα αγροβολταϊκά ως καθολική λύση
Ο σχεδιασμός των συστημάτων πρέπει να λαμβάνει υπόψη τη φυσιολογία της καλλιέργειας, την αντοχή στη σκιά, τη διαθεσιμότητα νερού, τα χαρακτηριστικά του εδάφους και το τοπικό κλίμα.
«Σε περιοχές που αντιμετωπίζουν ολοένα και πιο δύσκολες καλοκαιρινές συνθήκες, τα αγροβολταϊκά θα μπορούσαν να αποτελέσουν λύση για την προστασία των φυτών από την υπερβολική ακτινοβολία, την επαναφορά εγκαταλελειμμένων περιοχών στην καλλιέργεια και την παραγωγή πράσινης ενέργειας», δήλωσε.
«Δεν είναι η μόνη λύση, αλλά είναι μία πιθανή οδός για την προστασία της γεωργίας και των εισοδημάτων των αγροτών, ενώ παράλληλα αντιμετωπίζεται το αυξανόμενο ενεργειακό κόστος».
Οι ερευνητές καταλήγουν ότι οι αγροβολταϊκές εγκαταστάσεις θα πρέπει επομένως να αξιολογούνται ξεχωριστά για κάθε τοποθεσία, με τη διαμόρφωση του φωτοβολταϊκού συστήματος να προσαρμόζεται στις φυσιολογικές απαιτήσεις της καλλιέργειας και στις ειδικές εδαφοκλιματικές συνθήκες κάθε περιοχής.
Τα ερευνητικά ευρήματα παρουσιάζονται στην εργασία «Agrivoltaics in Mediterranean viticulture: Impacts on physiology, yield and biodiversity», η οποία δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Scientia Horticulturae. Η έρευνα πραγματοποιήθηκε στον αγροβολταϊκό αμπελώνα Vigna Agrivoltaica di Comunità, στην περιοχή Laterza της Απουλίας, στη νότια Ιταλία.
www.worldenergynews.gr
