Спецвозможности
Опыт хозяйств

Агровольтаика: как это работает?

13.02.2019
1077
Агровольтаика: как это работает? фото, иллюстрация
Агровольтаїка в Німеччині

Эту технологию называют еще «дуальным фермерством»: одно и то же поле используется одновременно и для установки солнечных батарей, и для сельского хозяйства. И если для украинских аграриев это лишь экзотическая идея, то в наиболее развитых странах - уже практика. И не только там, но и, например, в солнечной и малоземельной Индии. Итак, что же на практике бывает, когда солнечные батареи устанавливают на столбах, чтобы под ними выращивать те или иные культуры, пасти скот или хотя бы устанавливать ульи чтобы​ земля не гуляла?

 

 

Солнечная энергия в комплексе с медоносами и пасекой

Семья пасечников Трэвис и Кьяра Болтон держат пчел на ... трех «солнечных фермах» недалеко от американского города Миннеаполис. «Солнечными фермами» в Штатах часто называют солнечные электростанции, занимающие территории, которые по площади можно сравнить с участками многих фермеров. «Мы расположили ульи именно там, так как эти участки были целенаправленно засеяны медоносами. Владельцы электростанций решили на территории под солнечными панелями восстановить растительность естественного ландшафта данной климатической зоны - прерий, то есть степное разнотравье", - говорит Трэвис Болтон.
 
Естественная растительность заменила на солнечной электростанции дерново-гравийное покрытие в 2016 г., когда вступили в силу новые стандарты штата Миннесота, которые выдвигали требование к владельцам участков создавать среду, дружественную для насекомых-опылителей. Поэтому в 2016-17 г. г. более половины 1600-гектарной площади «солнечной фермы» были засеяны медоносами, которые не только привлекают насекомых-опылителей, но и облагораживают территорию электростанции.

Пасіка біля "сонячної ферми" в МіннесотіШтат Миннесота занимает передовые позиции в плане стимулирования владельцев солнечных электростанций к выращиванию медоносов. Однако опыты по выращиванию культур под солнечными панелями проходят в разных странах мира. И везде культуры растут неплохо, а порой даже лучше, чем на открытом солнце.

Сначала солнечная энергетика требовала больших массивов земли, которые выводились из сельскохозяйственного оборота. Поэтому для этих целей пытались найти необрабатываемые земли. Солнечные батареи устанавливались прямо над землей, а подготовка территории включала выкашивание растительности, выравнивание и уплотнение почвы. «Поэтому это удивительная возможность улучшить сельское хозяйство и продовольственную безопасность одновременно с улучшением энергетической безопасности и производством «чистой» энергии», - говорит Джордан Макник, аналитик Национальной лаборатории возобновляемой энергии, которая финансирует опыты по выращиванию естественной растительности и сельскохозяйственных культур на солнечных электростанциях.
 
Естественная растительность и сельскохозяйственные культуры на территориях «солнечных ферм» могут улучшить положение насекомых-опылителей, которым угрожают сокращение природных кормовых угодий, пестициды, плохое питание, болезни, снижение генетического разнообразия и ряд других факторов. В результате поголовье медоносных пчел в США сократилось с 5,7 млн семей в 40-х годах прошлого века до 2,7 млн сейчас. Между тем экономический эффект от работы опылителей в тех же США оценивается в $ 24 млрд ежегодно.

Чем больше земли отводится под солнечные электростанции, тем более привлекательной с экономической и экологической точки зрения становится идея делать эти территории «дружественными для насекомых-опылителей». Восстановление естественной растительности под солнечными панелями оказывает положительное влияние не только на территорию самой электростанции, но и на прилегающие сельскохозяйственные угодья. Ведь на них тоже залетают насекомые-опылители, увеличивая производительность этих угодий. Естественная растительность становится прибежищем для исчезающих видов насекомых и служит дополнительным препятствием для стока дождевых вод и эрозии почвы. Наконец, естественная растительность в сочетании с солнечными батареями могла бы просто визуально оживить монотонные бесконечные ряды солнечных панелей на электростанциях.

 

Первые опыты в растениеводстве

Медоноси на території "сонячної ферми"

Пилотные проекты агровольтаики сейчас реализуются не только в солнечных Аризоне, Китае, Хорватии, Италии, Японии и Франции, но и в штате Массачусетс и в Германии. Так, в шт. Массачусетс «дуальную ферму» устроил университет штата, расположенный в г. Амхерст. Здесь еще в 2010г. были установлены солнечные батареи на высоте 2,45-2,7 м над землей и выше. Сначала батареи устанавливали на столбы высотой 5,1 м и 20 см в диаметре, которые на 2,4 м вгоняли в землю, чтобы обойтись без бетонного фундамента. Столбы поддерживают планки, на которых на подвижных основах установлены солнечные батареи. Это позволило раздвинуть батареи на 0,6-1,5 м друг от друга, исследуя влияние на урожайность и состояние культур различной степени рассеивания солнечных лучей, которое зависит от расстояния между панелями.
 
Под солнечными батареями выращивают перец, бобы, кориандр, помидоры, мангольд, листовой салат, брокколи и браунколь или кудрявую капусту. Уборка данных культур производится вручную. Если промежутки между солнечными батареями имеют ширину 1-1,2 м, то урожайность культур практически такая же, как и на открытом солнце.
 
Здесь начали с двух рядов по 36 панелей в каждом, расположенных на высоте 2,7 м. Выяснилось, что при интервале между панелями 105-120 см урожайность культур составляла 90-95% от уровня, полученного на открытом солнце. Исследователи добавили, что в регионе очень мало фермеров, которые обдумывают идею «дуального фермерства», а на практике не применяет пока ни один.

Джеральд Палано, координатор проекта от министерства аграрных ресурсов штата, надеется, что стимулом для фермеров станет новая программа грантов для сельского хозяйства. Такие гранты уже предусмотрены, максимальный их размер — $100 тыс.

 

Пионеры агровольтаики

Вирощування сільгоспкультур під сонячними батареями в Німеччині

Но в Германии агрофотовольтаику стали развивать раньше, чем где-либо в мире - еще 30 лет назад. Пионером этого направления стал Адольф Гьотцербергер, который создал Фраунгоферовский институт систем солнечной энергии. Институт устроил «дуальную ферму» на площади в треть гектара несколько лет назад. Там солнечные батареи (всего их 720) расположены достаточно высоко для того, чтобы под ними проезжали сельскохозяйственные машины. Панели двусторонние, поэтому они улавливают и солнечное излучение, отраженное растениями.
 
Под панелями и в качестве контроля на открытом солнце выращивали пшеницу, картофель, сельдерей и клевер. Затенение снизило урожайность клевера на 5,3, а других культур - на 18-19%. Но солнечная энергия, которая использовалась перерабатывающим предприятием и электрическими сельхозмашинами и оборудованием на ферме, позволила снизить расходы, что повысило экономическую эффективность использования угодий на 60%. В то же время команда исследователей не рискует советовать повторять их опыт везде и на любых площадях. «Перед тем, как вывести технологию на рынок, нам нужно продолжить анализ технико-экономических показателей и убедиться в возможности внедрения технологии в других природных зонах и на больших площадях», - отметил менеджер проекта Стефан Шиндель. В частности, они планируют провести опыты и на других культурах. Кроме того, немецкие ученые предложили выращивать на «дуальных фермах» биоэнергетические культуры.
 

Эксперименты распространяются

Аналогичные опыты проводят также в Хорватии, где Университет им. Иосифа Юрая Штросмаера в г. Осиек выращивает под солнечными батареями теневыносливые овощные культуры по органической технологии на опытной ферме, которую частично обслуживают работники вуза. Солнечная энергия используется для работы поливных систем и сельскохозяйственных машин и оборудования. Опыты в области агровольтаики ведутся также в Австрии, в нескольких местах в Германии и в ряде других стран.
 
Особый эффект от выращивания культур (мангольд, перец, помидоры, авокадо и манго) под солнечными батареями наблюдался в Аризоне. Там растения требовали в два раза меньше воды, чем на открытом солнце. Солнечные батареи защищали растительность от заморозков, сглаживали колебания температур, продолжали срок вегетации, а температура на поверхности кожи работников в тени солнечных батарей была на 25°С ниже, чем на солнце, поэтому люди работали под солнечными батареями гораздо охотнее. А кое-кто убеждал, что продукты, выращенные под солнечными панелями, вкуснее, чем под открытым солнцем.

Однако не все так просто. Солнечные батареи и конструкции, на которых они установлены на высоте, стоят дорого. И одно неправильное движение трактора может нанести ущерб на сотни тысяч долларов. В местностях, где земли не хватает, а цены на электроэнергию высокие, как в Европе, «дуальные фермы» могут быть привлекательными с экономической точки зрения. Зато в США вряд ли это будет оправдано, пока ситуация на энергетическом и сельскохозяйственном рынках не изменится. Тамошние ученые говорят, что существует много способов сосуществования солнечных электростанций и сельского хозяйства на одной территории, и, наверное, наиболее экономически эффективным станет отвод площадей под солнечными батареями под медоносы. Они добавляют, что фермеры, чьи угодья граничат с «солнечными фермами», заинтересованы в том, чтобы на территории последних выращивали медоносы, потому насекомые-опылители - это благосостояние фермеров.

 

По материалам зарубежных изданий

Перевел Богдан Малиновский, b.malinovskiy@univest-media.com

https://mzuri.in.ua/

Интервью
Марина Чулаєвська, старший тренер Association4U
Сейчас Украина на пути имплементации Соглашения об ассоциации с Европейским союзом - документа, определяющего план реформ на ближайшие 10 лет. Это соглашение - большой рамочный документ, касающийся
Александр Карпенко, директор по маркетингу и технической поддержке компании «Адама Украина»
Агрохимический рынок в Украине якобы большой и с большим количеством участников, но в то же время все друг друга знают, и события, которые происходят на нем, очень быстро становятся темами для

1
0