Rakousko by mohlo využít 90 TWh agrovoltaiky s využitím 5–16 % orné půdy

Výzkumná skupina vedená rakouskou Univerzitou přírodních zdrojů a biologických věd ve Vídni provedla technicko{0}}ekonomickou analýzu potenciálu zemědělských zařízení v zemi, která zkombinovala hodnocení ziskovosti pro solární fotovoltaiku a zemědělskou výrobu.

"Náš článek představuje, pokud je nám známo, první integrovaný rámec kombinující simulaci výroby elektřiny z fotovoltaiky a zemědělského výstupu pro agrovoltaické systémy na úrovni celé země, včetně dopadů změny klimatu," řekla magazínu pv odpovídající autorka Isabelle Grabnerová. „V našem výzkumu jsme zkoumali snížení produkce plodin pro Rakousko v důsledku solární fotovoltaické expanze na zemědělské půdě.

„Porovnali jsme agresivní nasazení agrovoltaiky a typické pozemní{0}}PV instalace nezbytné pro dosažení cílů klimatické neutrality,“ dodal Grabner. "Kromě toho jsme v rámci agrovoltaiky prokázali omezené efekty přizpůsobení se změně klimatu, ale poslední výsledky jsou vysoce závislé na vybraných plodinách i na konkrétních-zemích."

K provedení analýzy použil tým modulární simulační rámec využívající zavedený software, pokud byl k dispozici, a vývoj nových řešení podle potřeby. Rámec je dostupný online pod licencí GPL. Na základě údajů EU z politického-integrovaného klimatického modelu (EPIC) vědci nejprve klasifikovali oblasti vhodné pro agrovoltaické využití a použili filtry, jako je minimální připojená plocha orné půdy 1 ha, maximální průměrný sklon 20 stupňů a maximální nadmořská výška 1 950 m nad mořem.

Výroba elektřiny byla simulována pomocí PVlib s použitím údajů globálního horizontálního ozáření (GHI) ze simulace klimatu na 1 km mřížce. EPIC byl použit k modelování klíčových environmentálních procesů a růstu rostlin na úrovni pozemku s denními časovými kroky a prostorovým rozlišením 1 km × 1 km. Scénáře zahrnovaly interakce mezi podmínkami prostředí a postupy hospodaření, včetně střídání plodin, u plodin, jako je hrách, sója, brambory, vojtěška, letní ječmen a oves.

Údaje o klimatu vycházely z pozorování z let 1981–2020 a projekcí z let 2031–2070. Byly testovány dva základní scénáře: zemědělská výroba bez fotovoltaického systému a pozemní-fotovoltaická technika bez zemědělství. Agrivoltaické scénáře zahrnovaly nadzemní sloupové systémy, orientované na jih{6}}s instalační výškou přibližně 10 m, a vertikální bifaciální systémy s řadovou vzdáleností 10 m a dvěma bifaciálními panely naskládanými vertikálně. Každý systém byl hodnocen podle scénářů nízkých, středních a vysokých nákladů.

Analýza ukázala, že v Rakousku pozemní-fotovoltaické systémy generují 1 173 MWh/ha, stojaté agrovoltaické systémy 684 MWh/ha a vertikální agrovoltaické systémy 373 MWh/ha elektřiny. Poměry zisku ve vztahu k samotné zemědělské produkci se pohybovaly od 10:1 do 50:1 u vertikálních systémů, až 60:1 u podpěrných systémů a až 100:1 u pozemních-PV.

„Pro dosažení 90 TWh/rok výroby elektřiny ze solárních FV na orné půdě, což je horní hranice ve všech scénářích klimatické neutrality, je zapotřebí množství 5–16 % z celkové plochy plodin,“ uzavřel tým. "Požadované plochy a simulované snížení výnosu naznačují, že ztráta v rakouské produkci plodin by dosáhla 2 %–6 %. Pouze agrovoltaické systémy mohou dosáhnout produkčních ztrát na spodní hranici sledovaného rozmezí. Účinky agrovoltaických systémů na přizpůsobení se změně klimatu jsou malé."

Výsledky výzkumu jsou k dispozici v dokumentu „Techno{0}}ekonomické potenciály agrovoltaických instalací v Rakousku“, publikovaném v časopise Renewable Energy. Na studii se podíleli vědci z rakouské univerzity BOKU a Spolkového institutu zemědělské ekonomiky.