Двойной объем энергии с участка земли

Как известно, фотоэлектрическая солнечная электростанция занимает довольно значительную площадь земли на единицу установленной мощности. В густонаселенных странах может возникать противоречие между сельскохозяйственным и энергетическим использованием территорий.

В мире уже есть решение данного конфликта. Солнечные модули можно приподнять над поверхностью, и использовать землю под ними для сельскохозяйственных целей. Все что требуется для этого – специальные монтажные конструкции для солнечных модулей.

Более того, такая конструкция, используемая в засушливых районах, частично затеняет землю, предотвращает опустынивание.

В 2016 году обрабатываемая земля, принадлежащая сельскохозяйственному сообществу Хеггельбах около Боденского озера на юге Германии, была превращена в первый испытательный участок для агровольтаики (или агро-фотовольтаики), сообщает PVEurope. На высоте пять с половиной метров над землей были установлены солнечные панели суммарной мощностью 194 киловатта. Использовались двусторонние (bifacial) фотоэлектрические модули производства Solarworld. Конструктивные элементы были изготовлены австрийским поставщиком Hilber Solar.

95% земли под этой солнечной электростанцией можно использовать в сельском хозяйстве. Массив солнечных панелей имеет ширину 25 метров и длину 136 метров. Опоры расположены на расстоянии 19 метров друг от друга, что обеспечивает достаточное место для комбайна.

Электроэнергия может (в зависимости от действующего регулирования) использоваться для 1) нужд сельскохозяйственного предприятия, запасаться в аккумуляторах; 2) энергоснабжения ближайших населенных пунктов; 3) передачи в электрические сети.

Идея подобного «гибридного» использования сельскохозяйственных земель не нова. Еще в 1981 году ученый Адольф Гетцбергер высказывал соображения, как получать вдвое больше энергии из сельскохозяйственных угодий: в виде солнечной энергии, и в качестве пищи. Сегодня это видение стало реальностью.

Установка в Хеггельбахе не является первой попыткой объединить солнечную энергию и сельское хозяйство. Во Франции в качестве теста было установлено 50 киловатт, а в Италии — три мегаватт. В Китае установлено порядка 700 мегаватт (!) подобных электростанций. Подобные опыты проводятся в Чили и Японии. Некоторые из этих систем разработаны главным образом для теплиц или условий, когда земля обрабатывается вручную. Huawei в Китае установила свои панели на высоте трех метров от земли. В Италии используются конструкции, которые монтируются на гелиостатах.

Однако все эти проекты не сопровождались научными изысканиями. Установка вблизи Боденского озера будет тщательно контролироваться и оцениваться как со стороны фермерского хозяйства, так и с точки зрения технологий солнечной генерации. Проект курирует институт Fraunhofer ISE.

Перед установкой солнечной электростанции был проведен ряд компьютерных симуляций для определения оптимального затенения земельного участка. Ученые моделировали различные ориентации солнечных панелей, монтажные конструкции и расстояния между рядами панелей. Оказалось, что близкой к оптимальной в данном случае оказалась ориентации модулей на юго-запад – так обеспечивается более равномерное затенение. Несмотря на сокращение выработки электроэнергии примерно на 5%, общий баланс «энергетика – земледелие» выглядит здесь идеальным компромиссом.

Разумеется, для выращивания под такой конструкцией подходят не все сельскохозяйственные культуры. В данных конкретных условиях идеально будет расти картофель. Для каждого района должен определяться оптимальный севооборот.

Расходы на пилотную установку в Хеггельбахе составили 3400 евро за киловатт установленной мощности, что существенно превышает нынешний уровень капитальных затрат в немецкой солнечной энергетике. Честно говоря, не совсем понятно, почему получилась такая высокая стоимость. Дополнительные расходы в данном случае возникают в связи с использованием более дорогих модулей, специальных монтажных конструкций, а также более высокими затратами на монтажные работы. Не исключено, что в данный бюджет включены также и научные изыскания.