ЗООИНЖ. Д-Р НАДЕЖДА ЛУКАНОВА, ОНС: Използване на агрофотоволтаици – фотоволтаиците и селското стопанство в съвместно съжителство
Резюме
През последните години употребата на агрофотоволтаиците започва да се среща все по-често в целия свят. Но какво представляват те? Най-бързият отговор е, че те дават възможност земята да се използва едновременно за селско стопанство и за фотоволтаично (PV) производство на електроенергия. По-често срещан вариант е отглеждането на земеделски култури под поставените волтаици. Друга възможност е комбинацията от волтаици и паша на селскостопански животни в конвенционални фотоволтаични ферми, което е често срещано в Северна Америка. Проведени проучвания показват потенциал за увеличаване на реколтата и ефективността на панелите, което прави агроволтаиците привлекателна възможност за фермерите и предприемачите на солари. Но дали в действителност е така? За да се отговори на този въпрос са необходими редица задълбочени проучвания в сферата на растениевъдството и животновъдството, използващи волтаични системи, за да може еднозначно да се потвърди или отхвърли употребата им.
- Въведение
Агрофотоволтаичната практика е концепция, възникнала през 1980 г. (Goetzberger A. et al., 1982). Тя се определя като концепция за земеползване, която съчетава производството на слънчева енергия и селскостопанските дейности, които се практикуват в рамките на инсталацията за фотоволтаично поле, като и двете са силно зависими от слънчевата светлина (Thompson E. P. et al, 2020). Агрофотоволтаиците (АВ) имат няколко имена, които варират в зависимост от региона и приложението, като например „двойна употреба“, „съвместно разполагане“ „агро-PV“, „агросоларна“, „слънчево споделяне“, „благоприятна за опрашителите слънчева светлина“ и т.н. (Macknick J. et al., 2022). Всъщност това е симбиотична връзка, при която и двете дейности (земеползване и производство на слънчева енергия) взаимодействат пряко и се възползват от това съвместно ползване (Hernandez R. R. et al., 2019). Тази практика води до синергии чрез оптимизиране на потенциала, предлаган от двете производствени системи (Weselek A. et al., 2019), особено в агролесовъдните системи (Schindele S. et al., 2020).
Агроволтаичните системи могат да се прилагат по различни начини в зависимост от дейностите, извършвани от населението в даден район (фигура 1).
Агроволтаиците представляват комбинация от производство на енергия със
- i) селскостопанско производство на полето или
- ii) селскостопанско производство в оранжерии или отглеждане на животни, или
iii) предоставяне на екосистемни услуги чрез управление на растителността или
- iv) комбиниране на различни селскостопански практики (Macknick J. et al., 2022).
През последните десетилетия необходимостта от преход към възобновяеми енергийни източници набира скорост в условията на нарастващата климатична криза и изчерпването на изкопаемите горива. Потреблението на електроенергия е нараснало от 11 000 TWh през 1990 г. на 26 000 TWh през 2022 г., а търсенето на електроенергия се очаква да нарасне с 9% между 2023 г. и 2025 г. (International Energy Agency, 2022). Неутралността по отношение на климата до 2050 г. е основната цел на Зеления пакт на ЕС (Kazak T., 2022; Ossewaarde M. and R. Ossewaarde-Lowtoo, 2020), така че този преход към производство на чиста енергия е необходим. За да достигне 70% производство на енергия от възобновяеми източници до 2030 г., Европа трябва да произвежда допълнителни 48 GW от слънчеви панели (European Commission, 2023), което не може да бъде постигнато само чрез фотоволтаични инсталации на покрива. Използването на земята за производство на фотоволтаична енергия е чувствителна тема: налице е конкуренция за земя и конфликт между производството на храни и производството на енергия (Capellan-Perez I. et al., 2017).
Агрофотоволтаичната технология играе важна роля за укрепването на връзката вода-енергия-храна (Toledo C., 2023), като се има предвид нарастващата бъдеща нужда от енергия и производство на храни за населението (Chamara R. and C. Beneragama, 2020). Едно от ограниченията за развитието на фотоволтаичните системи е засилената конкуренция за земя поради големия прираст на населението и нарастващото търсене на храни (Al-Mamun M. A. et al., 2022). Земните ресурси са ограничени, а нуждата от енергия и храна нараства, което води до засилена конкуренция за земя между тях. В отговор на тази нарастваща конкуренция агроволтаиците са замислени така, че двете дейности да бъдат балансирани (Nonhebel S., 2005). Поради двойната си употреба се очаква агроволтаиците да смекчат конкуренцията за пространство и да предложат възможност за инсталиране на големи фотоволтаични системи, като същевременно земята бъде достъпна за производство на храни (Majumdar D. and M. J. Pasqualetti, 2017). В такъв случай основната функция на земеделските земи е производство на селскостопански култури, докато производството от фотоволтаични панели е вторично използване (DIN SPEC, 2022).
