Agrovoltaics - მზის დანადგარების სასოფლო-სამეურნეო მიწების გვერდით განთავსების პრაქტიკა - უფრო ხშირად გამოიყენება მთელ მსოფლიოში, როგორც განაწილებული სუფთა ენერგიის დანერგვის საშუალება მიწის გამოყენების კომპრომისის გარეშე.
ორეგონის შტატის უნივერსიტეტის კვლევის თანახმად, მზის და სასოფლო-სამეურნეო ენერგიის ერთობლივი განლაგება შეიძლება უზრუნველყოს შეერთებულ შტატებში ელექტროენერგიის მთლიანი წარმოების 20 პროცენტი. მკვლევარების აზრით, აგროვოლტაიკის ფართომასშტაბიანმა მონტაჟმა შეიძლება გამოიწვიოს 330 ათასი ტონა ნახშირორჟანგის ემისიების წლიური შემცირება, რაც „მინიმალურ“ გავლენას მოახდენს მოსავლის მოსავლიანობაზე.
კვლევის თანახმად, მერილენდის შტატის ზომის ტერიტორია საჭირო იქნებოდა აგროვოლტაიკებისთვის, რათა დაფაროს შეერთებულ შტატებში ელექტროენერგიის წარმოების 20 პროცენტი. ეს არის დაახლოებით 13,000 კვადრატული მილი, ანუ აშშ-ს ამჟამინდელი სოფლის მეურნეობის ფართობის 1 პროცენტი. გლობალური მასშტაბით, ვარაუდობენ, რომ ყველა სასოფლო-სამეურნეო მიწის 1 პროცენტს შეუძლია გამოიმუშაოს ის ენერგია, რომელიც მსოფლიოს სჭირდება, თუ გადაიქცევა მზის ფოტოელექტროზე.
აგროვოლტაიკური პანელების დაყენების მრავალი გზა არსებობს. ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული მეთოდია ობიექტის ამაღლება, რათა ადგილი გაუჩნდეს ფერმის ტექნიკის ან პირუტყვის ქვეშ თავისუფლად გადაადგილებას. კიდევ ერთი მოდური დიზაინია ფოტოელექტრული პანელების ვერტიკალურად ორიენტირება, პანელების რიგებს შორის ფართო ღია სივრცეების დატოვება.
შეერთებული შტატები
სომერსეტში, კალიფორნია, გერმანული დიზაინის Sunzaun ვერტიკალური მზის პანელები დამონტაჟდა ვენახზე. ინსტალერმა Sunstall-მა შეიმუშავა ინსტალაცია, რომელიც შედგება 43 450 ვტ მოდულისგან, რომლებიც დაკავშირებულია მიკროინვერტერთან და ორ ბატარეასთან.
მინიმალისტურმა დიზაინმა გამოიყენა ხვრელები მოდულების ჩარჩოებში, რათა გაეკეთებინა მარტივი დამაგრება ორ გროვაზე, რაც თავიდან აიცილებდა მძიმე თაროების სისტემის საჭიროებას. ორმხრივი მზის მოდულები აწარმოებენ ენერგიას ვერტიკალურად ორიენტირებული მასივის ორივე მხარეს.
ჰორიზონტალური ორიენტაციის მქონე ტრადიციულ სისტემებში, რელსები, რომლებიც გამოიყენება თაროების სისტემაზე პანელების დასამაგრებლად, ჩვეულებრივ იჭრება პანელის დანიშნულ ზომაზე. თუ პანელის ზომა შეიცვლება ყველა სხვა კომპონენტის შესყიდვის დასრულების შემდეგ, პროექტმა შეიძლება განიცადოს შეფერხებები, სანამ რელსები გადაკეთდება განახლებული პანელის ზომაზე. Sunzaun-ის დიზაინი საშუალებას იძლევა ადვილად მოერგოს პანელის ზომის ცვლილებას თითოეულ დასტას შორის მანძილის რეგულირებით. საჭიროების შემთხვევაში შესაძლებელია მიწიდან პანელების სიმაღლის რეგულირებაც.
გერმანია
ლაიფციგის გამოყენებითი მეცნიერებების უნივერსიტეტის მეცნიერებმა შეისწავლეს დასავლეთ-აღმოსავლეთის ორიენტირებული ვერტიკალური ფოტოელექტრული სისტემების მასიური განლაგების პოტენციური გავლენა გერმანიის ენერგეტიკულ ბაზარზე. მათ დაადგინეს, რომ ამ დანადგარებს შეიძლება ჰქონდეს სასარგებლო გავლენა ქვეყნის ქსელის სტაბილიზაციაზე, ხოლო სასოფლო-სამეურნეო საქმიანობასთან უფრო დიდი ინტეგრაციის საშუალებას, ვიდრე ჩვეულებრივი მიწაზე დამონტაჟებული ფოტოელექტრული სადგურები.
მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ ვერტიკალურ ფოტოელექტრო სისტემებს შეუძლიათ მზის მოქმედება გადაიტანონ ელექტროენერგიის ყველაზე მაღალი მოთხოვნილების საათებისკენ და ყველაზე მეტი ელექტროენერგიის მიწოდების საათებში ზამთრის თვეებში, რითაც შეამცირებს მზის შეზღუდვას.
თუ ელექტროენერგიის საცავი 1 TW დამუხტვისა და განმუხტვის სიმძლავრის და 1 TWh სიმძლავრის ინტეგრირებულია ენერგოსისტემის მოდელში, ეფექტი მცირდება CO2-ის დაზოგვამდე 2.1 Mt/a-მდე ვერტიკალური მოდულების 70 პროცენტით, რომლებიც ორიენტირებულია აღმოსავლეთიდან. დასავლეთისკენ და 30 პროცენტი სამხრეთისკენ მიდრეკილი“, - აცხადებენ ისინი. „საბოლოოდ, მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთისთვის შეიძლება არარეალური ჩანდეს ვერტიკალური ელექტროსადგურების 70 პროცენტის მაჩვენებლის მიღწევა, უფრო დაბალი მაჩვენებელიც კი აქვს სასარგებლო გავლენა.
იაპონია
იაპონიაში Luxor Solar KK-მა, გერმანული მოდულის მწარმოებელი Luxor Solar-ის შვილობილი კომპანია, ააშენა 8.3 კვტ ვერტიკალური ფოტოელექტრული სისტემა Eco Rice Niigata-ს საკუთრებაში არსებული ბრინჯის გადამამუშავებელი ქარხნის ავტოსადგომზე.
„მანქანები გაჩერებული იქნება ვერტიკალურ სისტემებს შორის“, განუმარტა ჟურნალ PV-ს Luxor Solar KK-ის მმართველმა დირექტორმა უვე ლიბშერმა. „ამ სისტემის მიზანია აჩვენოს გამძლეობა ზამთარში და დამატებითი ენერგოეფექტურობა თოვლის ასახვის გამო“. მეორეს მხრივ, ნიიგატა ცნობილია იმით, რომ არის მაღალი თოვლის დატვირთული ზონა, ზამთარში 2 ან 3 მეტრამდე თოვლია.
სამხრეთისკენ მიმართული სისტემა აღჭურვილია Luxor Solar-ის საკუთარი ჰეტეროჯუნქციული მზის მოდულებით, ასევე გერმანელი ვერტიკალური ფოტოელექტრული სპეციალისტის Next2Sun-ის სამონტაჟო სისტემებით და იაპონური Omron-ის ინვერტორებით. ვერტიკალური შეკრება ელექტროენერგიას მიაწვდის სისტემის გვერდით მდებარე ბრინჯის გადამამუშავებელ ქარხანას. ქალაქი ნაგაოკამ პროექტი 2 მილიონი იენით (14,390 XNUMX დოლარი) დააფინანსა.
„ვერტიკალური ინსტალაცია იყენებს მხოლოდ სასოფლო-სამეურნეო მიწების მინიმალურ სივრცეს, ხოლო ნათესების 85 პროცენტზე მეტს ინარჩუნებს, რაც უზრუნველყოფს ოპტიმალურ ბალანსს მზის ენერგიასა და სოფლის მეურნეობას შორის, რაც გადამწყვეტია იაპონიაში“, განმარტავს ის. ”ეს საშუალებას გვაძლევს ავაშენოთ აგროვოლტაიკური სისტემები საჯარო კომუნალურ სასოფლო-სამეურნეო მიწებზე, როგორიცაა ხორბალი, კარტოფილი ან ბრინჯი, ფართო მასშტაბით.”
France
საფრანგეთში TotalEnergies-მა და InVivo-მ, აგროვოლტაიკის სპეციალისტმა, გამოუშვეს 111 კვტ სიმძლავრის ვერტიკალური აგროვოლტაიკის დემონსტრატორი. TotalEnergies-ის თქმით, საპილოტე ინსტალაცია შეისწავლის მზის პანელების გავლენას სოფლის მეურნეობის მოსავლიანობაზე, ასევე ბიომრავალფეროვნებაზე, ნახშირბადის შენახვასა და ტერიტორიის წყლის ხარისხზე.
„დარწმუნებულნი ვართ, რომ მწვანე ელექტროენერგიის წარმოებას, ბიოგაზსა და სოფლის მეურნეობას შორის განვითარებული სინერგია არის ერთ-ერთი პასუხი ჩვენი ენერგიისა და საკვების დამოუკიდებლობის გარანტიისთვის“, - თქვა ტიერი მიულერმა, TotalEnergies Renouvelables France-ის აღმასრულებელმა დირექტორმა.
შვედეთი
Mälardalen-ის უნივერსიტეტის მეცნიერებმა (შვედეთი) შეიმუშავეს გამოთვლითი სითხის დინამიკის (CFD) მოდელი, რომელიც ხელს უწყობს მიკროკლიმატის ანალიზს ვერტიკალურ ფოტოვოლტაურ პროექტებში. CFD სიმულაციები გამოიყენება რთული განტოლებების გადასაჭრელად მყარი და აირების ნაკადის შესახებ სხეულებში და მის გარშემო, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას აგროვოლტაიკურ სისტემებში მიკროკლიმატის გასაანალიზებლად.
„აგროვოლტაიკური (AV) სისტემის მოდელები ხშირად გამოყენებული იქნება ახალი AV სისტემების დიზაინისთვის, ასევე გადაწყვეტილების მისაღებად, ვინაიდან მიკროკლიმატური ცვლილებების ანალიზი/პროგნოზირება შესაძლებელია AV სისტემის მდებარეობისა და გადაწყვეტის საფუძველზე“, - მკვლევარი სებასტიან ზაინალი. განუცხადა pv magazine.w-ს
კვლევამ დააფიქსირა მზის რადიაციის ინტენსივობის 38 პროცენტით შემცირება ვერტიკალური ფოტოელექტრული მოდულებით დაჩრდილულ მიწის ზონებში.
ძირითადი პრინციპები
აშშ-ს განახლებადი ენერგიის ეროვნულმა ლაბორატორიამ შესთავაზა აგროვოლტაიკის წარმატების ხუთი პრინციპი, მათ შორის:
კლიმატი, ნიადაგი და გარემო პირობები: ადგილის გარემო პირობები უნდა შეესაბამებოდეს როგორც მზის წარმოქმნას, ასევე სასურველი კულტურების ან მცენარეული საფარისთვის.
კონფიგურაციები, მზის ტექნოლოგიები და დიზაინი: მზის ტექნოლოგიის არჩევამ, საიტის განლაგებასა და სხვა ინფრასტრუქტურაზე შეიძლება გავლენა იქონიოს ყველაფერზე დაწყებული სინათლის რაოდენობაზე, რომელიც აღწევს მზის პანელებამდე და დამთავრდება თუ არა საჭიროების შემთხვევაში ტრაქტორი პანელების ქვეშ. „ეს ინფრასტრუქტურა ადგილზე იქნება მომდევნო 25 წლის განმავლობაში, ამიტომ ის სწორად უნდა გაკეთდეს დანიშნულებისამებრ. პროექტის წარმატება ამაზე იქნება დამოკიდებული“, - ამბობს ჯეიმს მაკკოლი, NREL-ის მკვლევარი, რომელიც მუშაობს InSPIRE-ზე.
მოსავლის შერჩევისა და ზრდის მეთოდები, თესლისა და მცენარეულობის დიზაინი და მენეჯმენტის მიდგომები: აგროვოლტაიკის პროექტებმა უნდა შეარჩიონ კულტურები ან მიწის საფარი, რომლებიც აყვავდებიან პანელების ქვეშ ადგილობრივ კლიმატში და რომლებიც მომგებიანია ადგილობრივ ბაზრებზე.
თავსებადობა და მოქნილობა: აგროვოლტაიკები უნდა იყოს შემუშავებული ისე, რომ მოერგოს მზის დანადგარების მფლობელების, მზის ოპერატორების და ფერმერების ან მიწის მესაკუთრეების კონფლიქტურ საჭიროებებს, რათა უზრუნველყოს ეფექტური სასოფლო-სამეურნეო საქმიანობა.
თანამშრომლობა და პარტნიორობა: იმისათვის, რომ ნებისმიერი პროექტი იყოს წარმატებული, ჯგუფებს შორის კომუნიკაცია და ურთიერთგაგება გადამწყვეტია.