Ερευνητές από το Δυτικό Πανεπιστήμιο του Καναδά εξέτασαν πειραματικά την απόδοση του μαρουλιού romaine σε αγροβολικές εγκαταστάσεις, με διαφορετικά επίπεδα διαφάνειας και φωτοσυνθετικά ενεργού ακτινοβολίας (PAR), σε μια προσπάθεια να ορίσουν μια σαφή σχέση μεταξύ της φωτοβολταϊκής διαφάνειας, της PAR και της παραγωγικότητας των καλλιεργειών.
H μελέτη απόδοσης των φωτοβολταϊκών
«Από όσο γνωρίζουμε, καμία προηγούμενη έρευνα δεν έχει εξετάσει συστηματικά πώς οι ποικίλες φωτοβολταϊκές διαφάνειες επηρεάζουν την PAR και τις αποδόσεις των καλλιεργειών σε ελεγχόμενο περιβάλλον», δήλωσε ο αντίστοιχος συγγραφέας Uzair Jamil στο περιοδικό pv. «Η μελέτη μας ποσοτικοποιεί με μοναδικό τρόπο την επίδραση ενός ευρέος φάσματος φωτοβολταϊκών διαφανειών στην PAR και την απόδοση των καλλιεργειών, παρέχοντας εμπειρικά ευρήματα που μπορούν να ενημερώσουν την αγροβολταϊκή πολιτική. Εντάσσοντας αυτά τα αποτελέσματα σε ήδη ώριμες αγροβολταϊκές δικαιοδοσίες παγκοσμίως, η μελέτη προσφέρει νέες γνώσεις για περιοχές όπως ο Καναδάς, όπου η πολιτική δεν έχει ακόμη ενσωματώσει πλήρως το αγροβολταϊκό δυναμικό».
Το πείραμα διεξήχθη σε ελεγχόμενο περιβάλλον, όπου οι συνθήκες στα βιοσυστήματα ήταν αντιπροσωπευτικές του υπαίθριου καλοκαιριού στο Λονδίνο, Οντάριο, Καναδά. Οι θερμοκρασίες ημέρας διατηρήθηκαν στους 25°C, ενώ οι θερμοκρασίες νύχτας ορίστηκαν στους 19°C. Για την ενίσχυση του φωτισμού κατά τη διάρκεια της 16ωρης φάσης φωτός ημέρας, χρησιμοποιήθηκαν τέσσερα φωτιστικά νατρίου υψηλής πίεσης 600 W. Επτά διαφορετικές διαφάνειες ηλιακών μονάδων λεπτής μεμβράνης τελλουριδίου του καδμίου (CdTe), δηλαδή 10%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70% και 80%. Έξι φυτά μαρουλιού καλλιεργήθηκαν κάτω από κάθε μονάδα, ενώ οκτώ φυτεύτηκαν χωρίς τις μονάδες για να λειτουργήσουν ως έλεγχος.
Το χρονοδιάγραμμα του πειράματος
«Το πειραματικό χρονοδιάγραμμα ξεκινά με τη σπορά τριών φυτών ανά γλάστρα στις 21 Φεβρουαρίου 2024. Η πρώτη εμφάνιση φυτών μαρουλιού παρατηρήθηκε την 6η ημέρα, ακολουθούμενη από την αρχική αραίωση των γλαστρών την 12η ημέρα, μειώνοντας τις γλάστρες με τρεις βλαστημένους σπόρους σε δύο φυτά ανά γλάστρα. Η τελική αραίωση πραγματοποιήθηκε την 20ή ημέρα, δημιουργώντας ένα μόνο φυτό ανά γλάστρα σε όλες τις θεραπείες», δήλωσε η ομάδα. «Η λίπανση ξεκίνησε στις 20 Μαρτίου 2024, με επακόλουθες εφαρμογές την 34η, 40ή, 44η και 47η ημέρα. Κάθε γλάστρα έλαβε 0,75 g λιπάσματος διαλυμένο σε 0,5 L νερού ανά εφαρμογή.»
Μετρώντας το PAR καθ' όλη τη διάρκεια του πειράματος και την απόδοση του μαρουλιού κατά τη συγκομιδή, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η μονάδα διαφάνειας 10% παρουσίασε τις χαμηλότερες τιμές τόσο στο PAR όσο και στο φρέσκο βάρος του μαρουλιού. Οι τιμές PAR κυμαίνονταν από 43,75 έως 52,34 micromol/m2-s [μικρογραμμομόρια, ανά τετραγωνικό μέτρο, ανά δευτερόλεπτο], ενώ το φρέσκο βάρος κυμαινόταν μεταξύ λιγότερο από 1 g και 15 g. Η μονάδα διαφάνειας 80% απέδωσε τα πιο ευνοϊκά αποτελέσματα, με τιμές PAR να κυμαίνονται από 70,31 έως 117,19 micromol/m2-s και φρέσκο βάρος που κυμαίνεται από 34 έως 424 g. Το μέσο νωπό βάρος του μαρουλιού που συλλέχθηκε από την επεξεργασία ελέγχου ήταν 417 g με τιμή PAR 129,69 micromol/m2s.
Αξιοποίηση των αποτελεσμάτων
Χρησιμοποιώντας αυτά τα αποτελέσματα, η ομάδα εξέτασε την καταλληλότητα της καλλιέργειας μαρουλιού κάτω από φωτοβολταϊκά πάνελ σε τέσσερις ευρωπαϊκές αγορές. Έλεγξαν τη Γερμανία, όπου οι κανονισμοί ορίζουν ότι η καλλιέργεια πρέπει να διατηρεί τουλάχιστον το 66% της απόδοσής της, τη Γαλλία, όπου οι καλλιέργειες πρέπει να διατηρούν το 90% της απόδοσής τους, την Ιταλία, όπου ορίζεται μέγιστη φωτοβολταϊκή κάλυψη γης 40%. και στην Τσεχική Δημοκρατία, όπου επιτρέπεται να καλύπτεται μόνο το 10% από φωτοβολταϊκά.
«Ένα από τα πιο εκπληκτικά αποτελέσματα ήταν ο βαθμός στον οποίο οι αγροβολταϊκές πολιτικές θα μπορούσαν να επηρεάσουν τις αποφάσεις χρήσης γης και τη συνολική υιοθέτηση», δήλωσε ο Jamil. «Τα ευρήματά μας δείχνουν ότι ο σχεδιασμός του φωτοβολταϊκού συστήματος και η διαμόρφωση των μονάδων όχι μόνο επηρεάζουν άμεσα τις αποδόσεις των καλλιεργειών, αλλά έχουν και ευρύτερες επιπτώσεις στον τρόπο με τον οποίο οι υπεύθυνοι χάραξης πολιτικής θα μπορούσαν να ενθαρρύνουν ή να περιορίσουν την αγροβολταϊκή ενσωμάτωση, υπογραμμίζοντας τον κρίσιμο ρόλο του σχεδιασμού πολιτικής στη μεγιστοποίηση τόσο της παραγωγής ενέργειας όσο και των τροφίμων».
Η Γερμανία δείχνει τον δρόμο
Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι η ελάχιστη απαιτούμενη απόδοση θα μπορούσε να οριστεί στο 70%. Αυτό σημαίνει ότι η γερμανική πολιτική φαίνεται να είναι η πιο συνεπής με τα διαθέσιμα δεδομένα για τη μεγιστοποίηση των αγροβολταϊκών οφελών, ελαχιστοποιώντας παράλληλα τις ζημίες.
«Το πιο σημαντικό είναι ότι οι υπεύθυνοι χάραξης πολιτικής θα πρέπει να εξετάσουν τη χρήση δυναμικών εντολών με κύκλο αναθεώρησης, δηλαδή τουλάχιστον 5 ετών, για να διασφαλίσουν την ευθυγράμμιση της πολιτικής με τις εξελισσόμενες τεχνολογικές τάσεις και τις γεωργικές πρακτικές», κατέληξαν οι ακαδημαϊκοί.
Τα ευρήματά τους παρουσιάστηκαν στο «Photosynthetically active radiation complexities in agrovoltaic policy mandates: Insights from controlled environment yields under semitransparent photovoltaics», που δημοσιεύτηκε στο Journal of Cleaner Production.
www.worldenergynews.gr
