Agrovoltaics-ը` գյուղատնտեսական հողերի կողքին արևային կայանքների տեղադրման պրակտիկան, ավելի հաճախ է ընդունվում ամբողջ աշխարհում` որպես բաշխված մաքուր էներգիա ներմուծելու միջոց` առանց հողի օգտագործման վտանգի:
Օրեգոնի պետական համալսարանի հետազոտության համաձայն՝ արևային և գյուղատնտեսական էներգիայի համատեղ տեղակայումը կարող է ապահովել Միացյալ Նահանգներում էլեկտրաէներգիայի արտադրության ընդհանուր ծավալի 20 տոկոսը: Հետազոտողների կարծիքով՝ ագրովոլտայիկ սարքերի լայնածավալ տեղադրումը կարող է հանգեցնել տարեկան 330 հազար տոննա ածխաթթու գազի արտանետումների կրճատման՝ «նվազագույն» ազդեցություն ունենալով մշակաբույսերի բերքատվության վրա։
Հետազոտության համաձայն՝ Մերիլենդ նահանգի չափ տարածք կպահանջվի, որպեսզի ագրովոլտայիկները ծածկեն ԱՄՆ-ում էլեկտրաէներգիայի արտադրության 20 տոկոսը: Դա մոտավորապես 13,000 քառակուսի մղոն է կամ ԱՄՆ ներկայիս գյուղատնտեսական տարածքի 1 տոկոսը: Համաշխարհային մասշտաբով հաշվարկվում է, որ ամբողջ գյուղատնտեսական հողերի 1 տոկոսը կարող է արտադրել աշխարհին անհրաժեշտ էներգիա, եթե այն վերածվի արևային ֆոտովոլտային:
Ագրովոլտային վահանակների տեղադրման բազմաթիվ եղանակներ կան: Ամենատարածված մեթոդներից մեկը օբյեկտի բարձրացումն է, որպեսզի հողագործական տեխնիկայի կամ անասունների համար ազատ տեղաշարժվի տակը: Մեկ այլ նորաձև ձևավորում է ֆոտոգալվանային վահանակները ուղղահայաց կողմնորոշելը՝ պանելների շարքերի միջև թողնելով լայն բաց տարածություններ:
Միացյալ Նահանգներ
Կալիֆոռնիայի Սոմերսեթ քաղաքում գերմանական Sunzaun ուղղահայաց արևային մարտկոցներ են տեղադրվել խաղողի այգու վրա: Տեղադրող Sunstall-ը մշակել է տեղադրումը, որը բաղկացած է 43 450 Վտ մոդուլներից, որոնք միացված են միկրոինվերտորին և երկու մարտկոցին:
Մինիմալիստական դիզայնն օգտագործում էր անցքեր մոդուլների շրջանակներում՝ երկու կույտերի վրա պարզ կցելու համար, ինչը խուսափեց ծանր դարակաշարերի համակարգի անհրաժեշտությունից: Երկդիմաց արևային մոդուլները էներգիա են արտադրում ուղղահայաց կողմնորոշված զանգվածի երկու կողմերում:
Հորիզոնական կողմնորոշմամբ նախագծված ավանդական համակարգերում ռելսերը, որոնք օգտագործվում են վահանակները դարակաշարերի համակարգի վրա տեղադրելու համար, սովորաբար կտրվում են վահանակի նախատեսված չափերին համապատասխանելու համար: Եթե վահանակի չափը փոխվում է բոլոր մյուս բաղադրիչների գնումների ավարտից հետո, նախագիծը կարող է ուշացումներ առաջացնել, մինչ ռելսերը վերանախագծվում են՝ համապատասխանեցնելու նորացված վահանակի չափը: Sunzaun-ի դիզայնը թույլ է տալիս հեշտությամբ հարմարվել վահանակի չափի փոփոխությանը` հարմարեցնելով յուրաքանչյուր կույտի միջև հեռավորությունը: Անհրաժեշտության դեպքում հնարավոր է նաև կարգավորել վահանակների բարձրությունը գետնից:
Գերմանիա
Լայպցիգի կիրառական գիտությունների համալսարանի գիտնականներն ուսումնասիրել են գերմանական էներգետիկ շուկայում արևմուտք-արևելք ուղղված ուղղահայաց ֆոտոգալվանային համակարգերի զանգվածային տեղակայման հնարավոր ազդեցությունը: Նրանք պարզել են, որ այս կայանքները կարող են բարենպաստ ազդեցություն ունենալ երկրի ցանցի կայունացման վրա՝ միաժամանակ թույլ տալով ավելի մեծ ինտեգրում գյուղատնտեսական գործունեությանը, քան սովորական ցամաքում տեղադրված ֆոտոգալվանային կայանները:
Գիտնականները պարզել են, որ ուղղահայաց ֆոտոգալվանային համակարգերը կարող են փոխել արևի աշխատանքը ձմռան ամիսներին էլեկտրաէներգիայի պահանջարկի և ամենաշատ էլեկտրաէներգիայի մատակարարման ժամերին՝ դրանով իսկ նվազեցնելով արևի սահմանափակումը:
«Եթե 1 TW լիցքավորման և լիցքաթափման հզորության և 1 TWh հզորության էլեկտրաէներգիայի պահեստը ինտեգրված է էներգահամակարգի մոդելին, ապա էֆեկտը կրճատվում է մինչև 2 Mt/a CO2.1-ի խնայողություն՝ ուղղահայաց մոդուլների 70 տոկոսը ուղղված արևելքից: դեպի արևմուտք և 30 տոկոսով թեքված դեպի հարավ»,- ասացին նրանք։ «Վերջապես, թեև ոմանց համար կարող է անիրատեսական թվալ ուղղահայաց էլեկտրակայանների 70 տոկոս ցուցանիշի հասնելը, նույնիսկ ավելի ցածր ցուցանիշը բարենպաստ ազդեցություն ունի»:
ճապոնական լաքած իր
Ճապոնիայում Luxor Solar KK-ը՝ գերմանական Luxor Solar մոդուլ արտադրողի դուստր ձեռնարկությունը, Eco Rice Niigata-ին պատկանող բրնձի վերամշակման գործարանի կայանատեղիում կառուցել է 8.3 կՎտ հզորությամբ ուղղահայաց ֆոտովոլտային համակարգ:
«Մեքենաները կայանվելու են ուղղահայաց համակարգերի միջև»,- PV ամսագրին բացատրել է Luxor Solar KK-ի գործադիր տնօրեն Ուվե Լիբշերը: «Այս համակարգի նպատակն է ցույց տալ երկարակեցությունը ձմռանը և լրացուցիչ էներգիայի արդյունավետությունը ձյան արտացոլման շնորհիվ»: Նիիգատան, մյուս կողմից, հայտնի է նրանով, որ ձյան ծանրաբեռնվածության տարածք է, ձմռանը մինչև 2 կամ 3 մետր ձյուն է տեղում»:
Հարավ ուղղված համակարգն ունի Luxor Solar-ի սեփական հետերյունակցման արևային մոդուլներ, ինչպես նաև մոնտաժային համակարգեր գերմանացի Next2Sun ուղղահայաց ֆոտոգալվանային մասնագետից և ճապոնական Omron-ի ինվերտորներ: Ուղղահայաց հավաքակազմը էլեկտրաէներգիա կմատակարարի համակարգի կողքին գտնվող բրնձի վերամշակման գործարանին: Նագաոկա քաղաքը ֆինանսավորել է նախագիծը 2 միլիոն իենով (14,390 դոլար):
«Ուղղահայաց տեղադրումը օգտագործում է գյուղատնտեսական հողերի միայն նվազագույն տարածությունը՝ միաժամանակ պահպանելով մշակաբույսերին հասնող լույսի ավելի քան 85 տոկոսը, ինչը ապահովում է օպտիմալ հավասարակշռություն արևային էներգիայի և գյուղատնտեսության միջև, ինչը կարևոր է Ճապոնիայում», - բացատրում է նա: «Սա մեզ թույլ է տալիս ագրովոլտային համակարգեր կառուցել հանրային կոմունալ գյուղատնտեսական հողերում, ինչպիսիք են ցորենի, կարտոֆիլի կամ բրնձի համար, մեծ մասշտաբով»:
Ֆրանսիան
Ֆրանսիայում TotalEnergies-ը և ագրովոլտաիկայի մասնագետ InVivo-ն գործարկել են 111 կՎտ հզորությամբ ուղղահայաց ագրովոլտայիկ ցուցադրիչ: TotalEnergies-ն ասաց, որ փորձնական տեղադրումը կուսումնասիրի արևային մարտկոցների ազդեցությունը գյուղատնտեսական բերքատվության, ինչպես նաև կենսաբազմազանության, ածխածնի պահեստավորման և տեղանքի ջրի որակի վրա:
«Մենք համոզված ենք, որ կանաչ էլեկտրաէներգիայի արտադրության, կենսագազի և գյուղատնտեսության միջև ձևավորված սիներգիան մեր էներգետիկ և պարենային անկախությունը երաշխավորող պատասխաններից մեկն է», - ասաց TotalEnergies Renouvelables France-ի գործադիր տնօրեն Թիերի Մյուլերը:
sweden
Մելարդալենի համալսարանի (Շվեդիա) գիտնականները մշակել են հաշվողական հեղուկների դինամիկայի (CFD) մոդել, որը հեշտացնում է միկրոկլիմայի վերլուծությունը ուղղահայաց ֆոտոգալվանային նախագծերում: CFD մոդելավորումներն օգտագործվում են մարմինների միջով և շուրջը պինդ մարմինների և գազերի հոսքի վերաբերյալ բարդ հավասարումներ լուծելու համար, որոնք կարող են օգտագործվել ագրովոլտային համակարգերում միկրոկլիման վերլուծելու համար:
«Agrivoltaic (AV) համակարգի մոդելները հաճախ կօգտագործվեն նոր AV համակարգերի նախագծման, ինչպես նաև որոշումներ կայացնելու համար, քանի որ միկրոկլիմայական փոփոխությունները կարող են վերլուծվել/կանխատեսվել՝ հիմնվելով AV համակարգի տեղակայման և լուծման վրա», - հետազոտող Սեբաստիան Զայնալլին: ասել է pv magazine.w-ին
Հետազոտությունը նկատեց արեգակնային ճառագայթման ինտենսիվության 38 տոկոս նվազում ուղղահայաց ֆոտովոլտային մոդուլներով ստվերված գետնի տարածքներում:
Հիմնական սկզբունքներ
ԱՄՆ-ի վերականգնվող էներգիայի ազգային լաբորատորիան առաջարկել է ագրոգոլտային էներգիայի հաջողության հինգ սկզբունք, ներառյալ.
Կլիման, հողը և շրջակա միջավայրի պայմանները. Տեղի շրջակա միջավայրի պայմանները պետք է հարմար լինեն ինչպես արևային արտադրության, այնպես էլ ցանկալի մշակաբույսերի կամ բուսական ծածկույթի համար:
Կոնֆիգուրացիաներ, արևային տեխնոլոգիաներ և դիզայն. Արևային տեխնոլոգիաների ընտրությունը, տեղանքի դասավորությունը և այլ ենթակառուցվածքները կարող են ազդել ամեն ինչի վրա՝ սկսած արևային մարտկոցներին հասնող լույսի քանակից մինչև այն, թե արդյոք տրակտորը, անհրաժեշտության դեպքում, կարող է անցնել վահանակների տակով: «Այս ենթակառուցվածքը տեղում կլինի առաջիկա 25 տարիների ընթացքում, ուստի այն պետք է ճիշտ արվի նախատեսված օգտագործման համար: Նախագծի հաջողությունը կախված կլինի դրանից»,- ասում է Ջեյմս ՄաքՔալը՝ NREL հետազոտող, որն աշխատում է InSPIRE-ում:
Բուսաբուծության ընտրություն և աճեցման մեթոդներ, սերմերի և բուսականության ձևավորում և կառավարման մոտեցումներ. Ագրովոլտային նախագծերը պետք է ընտրեն մշակաբույսեր կամ հողի ծածկույթներ, որոնք աճում են վահանակների տակ իրենց տեղական կլիմայական պայմաններում և շահութաբեր են տեղական շուկաներում:
Համատեղելիություն և ճկունություն. Agrovoltaics-ը պետք է նախագծված լինի այնպես, որ հարմարվի արևային կայանքների սեփականատերերի, արևային օպերատորների և ֆերմերների կամ հողատերերի հակասական կարիքներին՝ արդյունավետ գյուղատնտեսական գործունեություն իրականացնելու համար:
Համագործակցություն և գործընկերություն. Ցանկացած ծրագրի հաջող լինելու համար խմբերի միջև հաղորդակցությունն ու փոխըմբռնումը կարևոր է:
Աղբյուր. https://www.pv-magazine-mexico.com