Cercetătorii din Arabia Saudită au dezvoltat un dispozitiv inovator alimentat cu energie solară, care utilizează un hidrogel avansat pentru a cultiva spanac folosind apa colectată din aer. Acest dispozitiv folosește căldura generată de panourile solare pentru a elibera apa din hidrogel. Vaporii de apă se condensează ulterior într-un recipient metalic amplasat dedesubt. Hidrogelul nu doar captează și eliberează apă, ci și absoarbe căldura, contribuind astfel la scăderea temperaturii panourilor solare și la creșterea eficienței acestora cu până la 9%.
Acest design de ultimă generație oferă o soluție accesibilă și durabilă pentru îmbunătățirea siguranței aprovizionării cu alimente și apă în regiunile aride. Prin integrarea acestui sistem, fermierii din zonele cu resurse limitate de apă pot cultiva plante mai eficient și pot beneficia de o sursă suplimentară de apă, asigurând astfel o agricultură mai sustenabilă și o mai bună gestionare a resurselor disponibile.
Pe lângă avantajele evidente pentru agricultură, acest sistem contribuie la eficiența energetică prin optimizarea performanței panourilor solare. Reducerea temperaturii panourilor solare nu doar că îmbunătățește producția de energie, dar și prelungește durata de viață a echipamentelor, oferind beneficii economice pe termen lung.
5.Agrivoltaic dinamic
Primul și cel mai elementar sistem dinamic de agrivoltaică a fost creat în Japonia, utilizând un set fragil de panouri solare montate pe țevi subțiri, susținute de structuri fără fundații de beton. Aceste panouri sunt ușor de detașat și suficient de ușoare pentru a fi mutate sau ajustate manual, în funcție de schimbările sezoniere și de necesitățile fermierului. Pentru a rezista mai bine la vânt, între fiecare panou solar a fost lăsat un spațiu mare.
Poziția panourilor poate fi optimizată automat în unele dintre cele mai noi sisteme agrivoltaice, care utilizează tehnologii de urmărire a soarelui. De exemplu, compania elvețiană Insolight dezvoltă panouri solare translucide statice, echipate cu un sistem de urmărire integrat. Aceste panouri concentrează lumina solară în celulele solare și includ un mecanism dinamic de transmisie a luminii, care poate fi ajustat pentru a satisface cerințele specifice ale agriculturii.
Aceste inovații în designul panourilor solare permit fermierilor să maximizeze eficiența atât a producției de energie, cât și a producției agricole. Sistemele avansate de urmărire optimizează captarea luminii solare și ajustează automat orientarea panourilor pentru a asigura o iluminare optimă a culturilor. Acest lucru nu doar că îmbunătățește randamentul energetic, dar și contribuie la o creștere mai sănătoasă a plantelor, adaptându-se nevoilor lor variate de lumină pe parcursul zilei și al anotimpurilor.
Beneficiile sistemelor agrivoltaice
Maximizarea potențialului solar și creșterea productivității energiei solare
- Potrivire cu terenurile agricole: Terenurile agricole, pășunile și zonele umede au un potențial fotovoltaic solar ridicat.
- Nevoile energetice globale: Electricitatea solară poate satisface nevoile energetice ale lumii cu doar 1% din terenurile agricole convertite la agrivoltaice.
- Eficiența energetică: Plantarea culturilor sub panourile solare reduce temperatura de la suprafață, menținând panourile eficiente.
Creșterea productivității terenurilor
- Creșterea veniturilor fermierilor: Energia solară fotovoltaică permite fermierilor să sporească veniturile prin cultivarea de culturi și generarea de energie durabilă.
- Creștere capacitate globală PV: Capacitatea globală de energie fotovoltaică (PV) a crescut cu 19% în 2021, ajungând la 843.086 MW, conform IRENA.
Reducerea evaporării și creșterea umidității solului
- Economisirea apei: Panourile solare reduc cheltuielile de udare cu până la 29% prin blocarea soarelui.
- Umiditatea solului: Umiditatea crescută a solului satisface nevoile de apă ale plantelor.
Reducerea efectelor negative ale căldurii și vremii extreme asupra culturilor
- Atenuarea stresului termic: Sistemele fotovoltaice agricole pot direcționa lumina pentru a atenua stresul provocat de căldură și alte efecte nefavorabile ale vremii.
- Optimizarea luminii: Înclinarea panourilor solare ajută la gestionarea cantității de lumină și căldură primite de culturi.
Asigurarea sustenabilității ecosistemelor
- Interdicția erbicidelor: Sistemele agrivoltaice interzic utilizarea erbicidelor, promovând agricultura ecologică.
- Utilizarea stupilor și creșterea animalelor: Susținerea biodiversității prin utilizarea stupilor și creșterea animalelor în perimetrul agrivoltaic.
- Protejarea biodiversității: Instalarea de garduri perimetrale de vegetație contribuie la dezvoltarea durabilă și protejarea ecosistemelor.
Situația agrivoltaică în România și Europa
În România nu există încă instalate sisteme agrivoltaice, acestea fiind prezente în Vestul Europei, în special în Germania, Țările de Jos, Franța, Spania, Italia sau Marea Britanie. Cel mai mare proiect instalat la nivel european este în Țările de Jos și are o capacitate de 265,1 MW, fiind destinat utilizării duale a terenurilor de tip pășune. Printre culturile cele mai întâlnite în astfel de sisteme se numără cele viticole, pomicole, legumicole (cum ar fi usturoiul, plantele aromatice, salatele, tomatele) și căpșunile.
AgriCloud, o companie care oferă servicii de monitorizare a fermelor vegetale și cu animale, folosind tehnologia IoT, va finaliza până în 2026 mai multe proiecte care vor permite fermierilor și deținătorilor de podgorii să producă energie verde, din panouri solare, pe terenuri pe care le folosesc și pentru producție. Potrivit unei analize a companiei, o astfel de soluție crește productivitatea terenurilor cu 70%. Compania colaborează în acest sens și cu Universitatea de Științe Agronomice din București (USAMV).
Potențialul agrivoltaic în România – înlocuirea culturilor energetice
Dintre toate tipurile de parcuri fotovoltaice, segmentul agrivoltaic are un potențial deosebit de mare. În România, potențialul este estimat la 500 GW, iar capacitatea instalată ar necesita doar aproximativ 2% din terenurile agricole disponibile. Din perspectiva generării de electricitate, utilizarea duală a terenurilor agricole cu soluția agrivoltaică este considerabil mai eficientă decât cultivarea culturilor energetice. De exemplu, sistemele agrivoltaice generează de 32 de ori mai multă energie pe hectar decât cultivarea porumbului pentru biocombustibil.
În concluzie, implementarea sistemelor agrivoltaice în România ar reprezenta o oportunitate semnificativă pentru sectorul energetic și agricol. Deși încă nu sunt instalate în țară, aceste sisteme sunt deja eficient implementate în alte state europene, demonstrând potențialul lor în utilizarea duală a terenurilor agricole. Beneficiile includ maximizarea producției de energie solară și creșterea productivității agricole, protejarea mediului prin utilizarea mai eficientă a resurselor și reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră. În plus, agrivoltaica poate contribui la securitatea energetică a României și la diversificarea surselelor de energie regenerabilă, consolidând astfel poziția țării în tranziția către o economie verde și sustenabilă.
