А що, як 40°C повернуться? Агровольтаїка — як сховати рослину від спеки і заробити на «тіні»
Спекотних днів щороку стає більше, і кожен житель планети відчуває наслідки глобального потепління на собі. За даними Служби зміни клімату Copernicus, минулий рік був найтеплішим на Землі за останні півтора століття. Середня температура у світі почала перевищувати рекорди в середині року і продовжує зростати. В Україні лише за останні тижні було встановлено декілька температурних рекордів у різних областях.
Аномальна спека згубно впливає на врожай і на багато інших аспектів. Серед яких, зокрема, і енергетична система, яка й без температурних коливань зазнає руйнівних наслідків через російські ракетні обстріли.
У відповідь на кліматичну кризу у 2015 році майже всі країни світу підписали Паризьку угоду, зобов’язавшись утримувати глобальне потепління в межах 1,5-2°C. Відповідно до угоди, кожна країна повинна встановлювати власні цілі для скорочення викидів парникових газів і адаптації до наслідків зміни клімату. Сонячна енергія стала одним із способів виконання цих умов, адже — це альтернатива енергії на основі викопного палива.
Зараз все частіше можна почути про ще один напрям зеленої енергетики — агровольтаїку. Хоча цей термін вже використовується протягом кількох десятиліть, він набув особливої популярності з поширенням відновлювальної енергетики.
Агровольтаїка поєднує сільське господарство і використання фотоелектричних сонячних систем, одночасно забезпечуючи умови для вирощування різних культур і виробництво альтернативної енергії.
Чому агробізнес приходить до агровольтаїки?
Агровольтаїка пропонує рішення для багатьох бізнес-завдань, з якими зіштовхуються аграрії. Наприклад, якщо раніше культура зростала в певних умовах, то при сучасних температурних аномаліях їй може бути забагато сонця. Агровольтаїка стає рішенням для обмеження понаднормового сонця. Крім того, що панелі традиційно використовуються для перетворення сонячних променів у енергію, вони також створюють тінь для вирощування культур, допомагаючи утримувати вологу в ґрунті та прискорюючи їх ріст.
Дослідження показують, що деякі культури краще ростуть в умовах затінення. Зокрема, у Кенії застосування агровольтаїки дозволило вирощувати культури на землях, які раніше були менш придатними. А капуста, вирощена під сонячними панелями була на третину більшою, ніж капуста, вирощена на контрольних ділянках із такою ж кількістю добрива і води.
За даними Національного університету Чоннам у Південній Кореї, тінь від сонячних батарей допомагає брокколі ставати більш насиченого зеленого кольору, що робить його привабливішим для споживачів, без значної втрати врожаю чи харчової цінності.
Однак найбільшу фінансову вигоду фермери отримують саме від виробництва енергії. За результатами дослідження, дохід від сонячної енергії приблизно в 10 разів перевищує дохід від продажу брокколі, що свідчить про те, що фермери, які вже вирощують цей овоч, втрачають значну частину потенційного прибутку, не встановлюючи сонячні батареї на своїх полях.
Агровольтаїка може бути корисна і для господарств, які вирощують продукти в теплицях. Зараз знаходить широке застосування «сонячне скло» — напівпрозорі панелі, розташовані не одна біля одної, а на певній відстані, що дозволяє контролювати кількість сонячного світла, яке отримує рослина. Проникнення світла можна зменшити на 50% та регулювати в більшу або меншу сторону. Такі технології використовуються для теплиць, коли потрібно зберегти достатню кількість світла. Для будівництва таких станцій використовується менша кількість сонячних блоків, які генерують енергію. При цьому теплиці виробляють в 10 разів більше їжі, ніж вирощується у відкритому ґрунті, оскільки можуть давати врожай цілий рік.
Для ферм, які займаються розведенням рогатої худоби та овець, теж є рішення. Обладнання встановлюється на пасовищах, де худоба знаходить тінь і зелену траву для випасу.
Агровольтаїка та екологія: енергія, водні ресурси та глобальне потепління
За даними ООН, сьогодні агропромисловість є споживачем кожного 4-го кіловата енергії, який витрачається на виробництво або постачання продуктів харчування. Велика частина енергії, яку ми використовуємо для виробництва їжі, приходить від спалювання вугілля, нафти та інших викопних палив, що впливає на зміну клімату. Згідно з дослідженням ЄС, встановлення агровольтаїчних систем лише на 1% сільськогосподарських угідь у країнах ЄС може забезпечити виробництво 944 ГВт сонячної електроенергії, що перевищує ціль у 750 ГВт, заплановану на 2030 рік.
Сільське господарство також потребує великих обсягів води. Дослідження показують, що агровольтаїка може зменшити випаровування води на 30%.
Міжнародні кейси: Франція, США, Греція
Хоча агровольтаїка — це молодий напрямок, його точкове застосування можна побачити у багатьох країнах світу. Від Америки до Азії — пілотні проєкти реалізуються повсюди. У фотоелектричному парку на материковій частині Греції вирощують суміш ароматичних трав і квітів. В Іспанії артишоки та брокколі діляться полями з сонячними панелями. У Бельгії панелі встановили прямо над грушовими деревами і цукровими буряками. Лише у США минулоріч налічувалось 314 агроелектричних проєктів із загальною потужністю понад 2,8 ГВт.
У Франції під сонячними панелями вирощують виноград. Вони ізолюють виноград у періоди сильних холодів і захищають їх від різких сонячних променів під час спеки. Панелі також обертаються, щоб більше світла потрапляло на виноградні лози в більш похмурі дні. Також було виявлено, що ягоди мають нижчий вміст цукру через менший вплив сонця, що допомагає уникнути вироблення надмірного алкоголю під час процесу бродіння.
Jack's Solar Garden — найвідоміший приклад використання агроелектричної енергії в США. Ця сімейна ферма площею 24 акри стала найбільшою комерційною системою в країні, що досліджує ріст сільськогосподарських культур і рослинності під сонячними панелями. На фермі є зони для вирощування польових квітів та інших рослин, які можна збирати власноруч або з використанням техніки, оскільки сонячні панелі розташовані на достатній відстані одна від одної, щоб між ними могла проїхати збиральна техніка. Загалом сад генерує достатньо енергії для більш ніж 300 будинків.
У Греції винайшли цікаву «колаборацію» вівчарства та сонячних панелей: замість того, щоб встановлювати сонячні панелі на фермі, ферму створили на місці сонячної станції. Щоб бур’яни не росли надто високо, що це зменшувало б виробництво сонячної енергії, компанія Enel Green Power випасає овець на полях з панелями. Це надає місцевим вівчарям безпечну територію для випасу тварин на довготривалій основі. Крім того, така практика мінімізує ризик виникнення пожеж через електричні збої та знижує експлуатаційні витрати.
У багатьох країнах вже існують власні стандарти будівництва панельних конструкцій, що дозволяють забезпечити доступ до техніки та зберегти склад ґрунтів. Наприклад, якщо це наземна конструкція, то панелі мають бути на певній висоті. В Італії це близько 2м від землі, що вище, ніж звичайна конструкція. Така відстань забезпечує достатньо місця для роботи фермера внизу. А панелі, розташовані ще вище, залишають доступ для сільськогосподарської техніки.
Три правила для успішного розвитку агровольтаїки в Україні
В Україні агровольтаїка тільки починає набирати обертів, тому ще немає відомих прикладів її практичного застосування. Проте ми можемо перейняти практики інших країн для успішного впровадження агровольтаїки як бізнес-моделі в Україні. Ось, що для цього потрібно:
- Чітке визначення і правила користування. Щоб стимулювати розвиток агровольтаїки, потрібно чітко визначити, що підпадає під цей термін, яка земля може використовуватися, і які технології мають бути застосовані. Землі, призначені для сільського господарства, можуть підлягати заборонам на будівництво або створювати проблеми при перевірках через неправильне використання. Були випадки, коли фермери втрачали державну підтримку через зміну призначення землі. Тому важливо, щоб фермери розуміли, що можна і не можна робити.
- Гранти, бонуси та знижки від держави. Коли земля використовується для подвійного призначення — і для агро, і для фотовольтаїки, її вартість може зрости, що може вплинути на витрати фермерів. Якщо країна хоче розвивати агровольтаїку, важливо забезпечити спеціальну підтримку та стимули. Допомога може передбачати фінансову підтримку, спрощені процедури отримання дозволів і підключення до мережі, програми досліджень і розробок, а також пілотні проєкти.
- Інформування про переваги. Багато фермерів досі не розуміють можливостей агровольтаїки, оскільки про це мало говориться з боку держави, яка має бути зацікавлена у її впровадженні. Інформаційна кампанія допоможе фермерам зрозуміти, як вони можуть вигідно використовувати свої земельні ресурси як додаткове джерело доходу або спосіб економії завдяки використанню власної енергії. Крім того, залучення сільських громад до процесу планування та прийняття рішень є важливим для успішного розширення агроелектричних систем.
То, що ж очікувати далі?
Агровольтаїка зараз знаходиться на початковому етапі розвитку, і дослідники все ще вивчають, які культури найкраще підходять для різних кліматичних умов, щоб отримати оптимальні врожаї. Проте успішний досвід в інших країнах свідчить про великий потенціал цього напряму. Україна лише починає торувати цей шлях, тож доведеться ще багато всього дізнатися, але вже зараз реалізація проєктів агровольтаїки можлива.
Дмитро Зінкевич, СЕО та співзасновник SUNSAY NRG
