Rakúsko by mohlo využiť 90 TWh poľnohospodárskej výroby s využitím 5 – 16 % poľnohospodárskej pôdy

Výskumná skupina vedená rakúskou Univerzitou prírodných zdrojov a biologických vied vo Viedni vykonala technicko{0}}ekonomickú analýzu potenciálu agrovoltaických zariadení v krajine, pričom skombinovala hodnotenia ziskovosti výroby solárnych fotovoltických zariadení a poľnohospodárskej výroby.

"Náš článok predstavuje, pokiaľ je nám známe, prvý integrovaný rámec, ktorý kombinuje simuláciu výroby elektrickej energie z FV a poľnohospodárskej produkcie pre agrovoltaické systémy na úrovni celej krajiny, vrátane vplyvov zmeny klímy," povedala pre magazín pv zodpovedajúca autorka Isabelle Grabner. „V našom výskume sme skúmali zníženie produkcie plodín pre Rakúsko v dôsledku expanzie solárnych PV na poľnohospodárskej pôde.

„Porovnali sme agresívne nasadenie agrovoltaiky a typické pozemné{0}}PV inštalácie potrebné na dosiahnutie cieľov klimatickej neutrality,“ dodal Grabner. "Okrem toho sme v rámci agrovoltaiky preukázali obmedzené účinky na prispôsobenie sa zmene klímy, ale posledné výsledky sú vo veľkej miere závislé od vybraných plodín, ako aj od-špecifických krajín."

Na vykonanie analýzy tím použil modulárny simulačný rámec využívajúci zavedený softvér, ak je k dispozícii, a podľa potreby vyvíjal nové riešenia. Rámec je dostupný online pod licenciou GPL. Pomocou údajov EÚ z politického-integrovaného klimatického modelu (EPIC) výskumníci najprv klasifikovali oblasti vhodné na agrovoltaické využitie, pričom použili filtre, ako je minimálna pripojená plocha ornej pôdy 1 ha, maximálny priemerný sklon 20 stupňov a maximálna nadmorská výška 1 950 m nad morom.

Výroba elektriny bola simulovaná pomocou PVlib s použitím údajov globálneho horizontálneho ožiarenia (GHI) z klimatickej simulácie na 1 km mriežke. EPIC sa použil na modelovanie kľúčových environmentálnych procesov a rastu rastlín na úrovni pozemku s dennými časovými krokmi a priestorovým rozlíšením 1 km × 1 km. Scenáre zahŕňali interakcie medzi podmienkami životného prostredia a postupmi riadenia vrátane striedania plodín pre plodiny, ako je hrach, sója, zemiaky, lucerna, jačmeň letný a ovos.

Údaje o klíme boli založené na pozorovaniach z rokov 1981–2020 a projekciách z rokov 2031–2070. Testovali sa dva základné scenáre: poľnohospodárska výroba bez fotovoltaického systému a pozemné-fotovoltaické systémy namontované bez poľnohospodárstva. Poľnohospodárske scenáre zahŕňali nadzemné stĺpové systémy, orientované na juh-s inštalačnou výškou približne 10 m, a vertikálne bifaciálne systémy so vzdialenosťou radov 10 m a dvoma obojstrannými panelmi uloženými vertikálne. Každý systém bol hodnotený podľa scenárov nízkych, stredných a vysokých nákladov.

Analýza ukázala, že v Rakúsku pozemné{0}}PV systémy generujú 1 173 MWh/ha, stojace agrovoltaické systémy 684 MWh/ha a vertikálne agrovoltaické systémy 373 MWh/ha elektriny. Pomer zisku vo vzťahu k samotnej poľnohospodárskej produkcii sa pohyboval od 10:1 do 50:1 pre vertikálne systémy, až do 60:1 pre stojaté systémy a až 100:1 pre pozemné{14}}PV.

„Na dosiahnutie 90 TWh/rok výroby elektriny zo solárnej fotovoltaiky na ornej pôde, čo je horná hranica vo všetkých scenároch klimatickej neutrality, je potrebné množstvo 5 % až 16 % celkovej plochy plodín,“ uzavrel tím. "Požadované plochy a simulované zníženie výnosov znamená, že strata v rakúskej produkcii plodín by dosiahla 2 % až 6 %. Iba agrovoltaické systémy môžu dosiahnuť straty produkcie na spodnej hranici pozorovaného rozsahu. Účinky agrovoltaických systémov na prispôsobenie sa zmene klímy sú malé."

Zistenia výskumu sú k dispozícii v časti „Techno{0}}ekonomické potenciály agrovoltaických zariadení v Rakúsku“, publikovanej v časopise Renewable Energy. Na štúdii sa podieľali výskumníci z rakúskej univerzity BOKU a Spolkového inštitútu pre ekonomiku poľnohospodárstva.