Iako kriza sigurnosti hrane i klimatskih promjena izazivaju pometnju u svijetu, postoji nova inovacija koja može riješiti probleme u poljoprivredi. Agrivoltaika-ovo je izraz za metodu koja omogućuje proizvodnju sunčeve energije i uzgoj biljaka na istom polju-jedno je od najučinkovitijih načina rješavanja problema korištenja zemljišta u vezi s poljoprivredom i obnovljivom energijom. Ne samo da ljudi dokazuju teoriju već je i koriste u praksi. Postoji nekoliko stvarnih projekata iz različitih dijelova svijeta usmjerenih na korištenje agrovoltaične tehnologije.
Znanost iza sinergije
U svojoj biti, agrivoltaika dovodi u pitanje dugo-uvriježenu pretpostavku: da se solarne farme i poljoprivredno zemljište međusobno isključuju. Podizanjem panela, razmakom u redovima za smještaj strojeva ili postavljanjem vertikalnih bifacijalnih nizova, ovi sustavi dopuštaju usjevima da rastu ispod ili između panela dok generiraju čistu električnu energiju iznad. Prednosti sežu daleko izvan učinkovitosti zemljišta.
U časopisu Renewable and Sustainable Energy Reviews opsežna procjena je utvrdila da je više studija dokazalo da je omjer ekvivalentne površine (REA) veći od 1,2 što ukazuje na učinkovitost agronaponskih sustava u usporedbi s različitim-sustavima za jednokratnu upotrebu koji proizvode do 20% više poljoprivredne proizvodnje. U nekim slučajevima REA je iznosio čak 4,40 što je dopuštalo četverostruko povećanje proizvodnje određene parcele zemlje.
Vrijedno je pogledati i rezultate mikroklimatskih utjecaja. Solarni paneli daju sjenu što dovodi do niže temperature krošnje i tla te niže evapotranspiracije, a kao rezultat više vlage ostaje u tlu. Ovo je postalo osobito korisno za poljoprivredu u suhim područjima jer ušteda vodenih resursa u suhim klimatskim uvjetima danas postaje vrlo važna. Štoviše, postoje mnogi usjevi, posebno lisnato povrće, bobičasto voće i krmno bilje, koji mogu dobro rasti u sjeni solarnih panela s povećanjem prinosa od više od 10%.
Globalne priče o uspjehu
Možda niti jedan projekt ne ilustrira obećanja agrivoltaike bolje od nedavne danske studije sa Sveučilišta Aarhus. Istraživači su instalirali dvije vrste dvoslojnih solarnih panela na testnoj lokaciji u Foulumu: jedan tradicionalni nagnuti sustav okrenut prema jugu-i jedan vertikalni prema istoku-zapadu-konfiguracija. Rezultati su bili zapanjujući. Mješavine pšenice i trave-djeteline jednako su dobro rasle između okomitih ploča kao i na otvorenim poljima. "Čak i uz nešto sjene, prinos po četvornom metru je gotovo isti. Čini se da usjevima ne smeta prisutnost solarnih panela i sviđa im se zaštita od vjetra koju oni pružaju", objasnio je profesor Uffe Jørgensen s Odjela za agroekologiju.
Vertikalna konfiguracija također se pokazala učinkovitijom{0}}na zemljištu. Istraživači su izračunali da će im trebati 18 do 26 posto više površine, ako će proizvoditi istu količinu električne energije i hrane koristeći odvojeno zemljište. A budući da paneli zauzimaju samo oko 10 posto polja, standardna poljoprivredna oprema može raditi bez smetnji.
U Njemačkoj RWE-ovo demonstracijsko agronaponsko postrojenje od 3,2 megavata u Bedburgu testira tri različita tehnička rješenja na sedam hektara. 6100 solarnih modula u objektu proizvodi dovoljno električne energije za napajanje 1044 domova, dok lokalni farmeri žanju pšenicu, ječam i maline s istih polja. Početni rezultati su ohrabrujući: žetve su bile dobre kvalitete i usporedive po prinosu s lokacijama na kojima se upravlja konvencionalno.
Kina je preuzela vodstvo u postavljanju agrovoltaike na globalnoj razini. Država je poduzela ukupno 513 javno poznatih agronaponskih projekata, ukupnog kapaciteta od 31 gigavata u posljednjih deset godina. Poljoprivredna elektrana Xiaozhaiba u provinciji Guizhou koja se prostire na 177 hektara proizvela je 1,82 milijarde kWh električne energije od priključenja na mrežu u siječnju 2023., s više od 701 milijuna kWh proizvedenih samo u 2025. godini. Poljoprivrednici na području elektrane uspješno su ispod solarnih panela posadili šparoge cochinchinensis, ljekovitu biljku koja uspijeva u zasjenjenim prostorima. Projekt je iznajmio više od 600 mu zemlje i otvorio radna mjesta za više od 120 ljudi iz sela. Agrivoltaični projekt pokazao je model koji bi mogao generirati više od 20.000 juana, što je otprilike 2.738 američkih dolara, po mi godišnje. Prema istraživačima, teorijski kapacitet agrovoltaike u našoj zemlji iznosi preko 60.000 gigavata uz korištenje zemljišta po principu dvojnog korištenja.
Ekonomija: Novi tok prihoda za farme u problemima
Poljoprivrednici koji se suočavaju s nepredvidivim cijenama svojih proizvoda mogu puno financijski dobiti kroz agrovoltaiku. Istraživači sa Sveučilišta Cornell otkrivaju da ako se izvadi red vinograda Concord, i umjesto toga postavi dvosmjerne solarne ploče, poljoprivrednik može imati koristi od toga što bi poljoprivredniku moglo donijeti do 400 dolara po jutru svake godine. “Tako poljoprivrednik može zaraditi oko 80 tisuća dolara”, komentira studija. U Illinoisu, farmer Matt Riggs predviđa da bi mu agrivoltaika mogla dati oko 1000 dolara po hektaru zemlje koja se koristi za agrivoltaiku i zaraditi 10 puta više nego prije.
Studija slučaja mliječne farme objavljena uJournal of Animal Scienceotkrili su da bi integracija solarnih fotonapona u pašnjake mogla povećati učinkovitost zemljišta do 75 posto, dok bi pomogla proizvođačima da postanu manje ovisni o fosilnim gorivima i smanje troškove proizvodnje. U Italiji, studija slučaja krumpira pokazala je da unatoč smanjenju prinosa usjeva u sjeni od 15 posto, agronaponski sustavi postižu omjer zemljišnog ekvivalenta od 1,58 i internu stopu povrata od 13 posto, smanjujući jaz u odnosu na-postavljene fotonapone.
Izazovi i put naprijed
Ipak, agrivoltaika nije bez prepreka. Kritičari ističu da su ti sustavi obično 20 do 90 posto skuplji za instalaciju od konvencionalnih PV sustava. Odabir usjeva ostaje kritičan-dok lisnato povrće i voćnjaci dobro funkcioniraju u sjeni, žitarice, korjenasti usjevi i mahunarke pokazali su veću osjetljivost na smanjenu svjetlost. Poljoprivrednici također izražavaju zabrinutost zbog mogućeg gubitka agronomske produktivnosti, potrebe za dugoročnom-sigurnošću i složenosti rada oko solarne infrastrukture.
Međutim, politika sustiže korak. Samo u Sjedinjenim Američkim Državama, najmanje 12 agronaponskih računa razmatrano je u devet država 2025. godine. Odbor javnih komunalnih poduzeća New Jerseya nedavno je dodijelio 16 projekata ukupne snage 52,06 megavata u prvom natječaju svog pilotskog programa za dvostruku-uporabu agronapona. New York je predložio olakšicu za porez na poljoprivrednu proizvodnju kako bi potaknuo poljoprivrednike da integriraju solarnu energiju s poljoprivrednom proizvodnjom.
Model za budućnost
Uz sve manju zemlju i natjecanje u proizvodnji hrane i energije koje je na vrhuncu, agrivoltaika se čini rješenjem problema. Iskustva iz Danske, Njemačke i Kine pokazuju da možemo imati i hranu i energiju iz iste zemlje. Odgovarajući dizajn, odgovarajuća državna potpora i stalna istraživanja omogućit će nam da održimo farme i osiguramo pristojan život u ruralnim područjima dok proizvodimo energiju koja nam je potrebna iz istog područja.
