Ar po saulės moduliais verta auginti kultūrinius augalus? Ar taip įmanoma sutaupyti pesticidams ir pasėlių laistymui? O gal augalų veikiami saulės moduliai pagamina daugiau energijos? Atsakymų į šiuos klausimus ieško vokiečių mokslininkai.

Fraunhoferio saulės energijos sistemų institutas (Badeno-Viurtembergo federalinė žemė) vadovauja mokslinių tyrimų projektui, kuriame daugiausia dėmesio skiriama vaismedžių ir vaiskrūmių derinimui su skirtingai valdomais saulės moduliais. Projekte dalyvauja trylika partnerių.

Pirmieji rezultatai rodo, kad dalinis šešėliavimas yra naudingas po saulės moduliais auginamiems kultūriniams augalams, o fotovoltaikos įrenginiai dėl augalų teikiamos vėsos pagamina daugiau elektros energijos.

Badeno-Viurtembergo federalinėje žemėje vyksta sparti saulės energetikos plėtra. Tačiau sėkmingai energetikos pertvarkai ant žemės montuojamų fotovoltaikos įrenginių turi didėti dar sparčiau. Žemės plotas yra ribotas. Didelis agrofotovoltaikos modulių pranašumas yra tai, kad erdvę galime išnaudoti dvejopai – ūkininkavimui ir energetikai. Badeno-Viurtembergo aplinkos, klimato ir energetikos ministerijos valstybės sekretoriaus Andre Baumann’o (Andrė Baumano) teigimu, saulės modulių naudojimas ir žemės ūkis gali sudaryti vaisingą simbiozę nesukeldami konflikto dėl žemės naudojimo.

Tyrimai jau dvejus metus atliekami agrofotovoltaikos sistemoje, įrengtoje virš obelų sodo netoli Bodeno ežero. Mokslininkai nustatė, kad sode, virš kurio sumontuoti saulės moduliai, augalų apsaugos produktų galima sunaudoti iki 70 proc. mažiau. Laistymo poreikis taip pat galėtų sumažėti 50 procentų.

Tyrimuose naudoti agrofotovoltaikos įrenginiai pagamino 20 proc. daugiau elektros energijos, nei tikėjosi mokslininkai, remdamiesi modeliavimu. Tikslios to priežastys tiriamos. Mokslininkai mano, kad didesnį elektros energijos kiekį užtikrina garuojančio vėsinimo ir ventiliacijos derinys. Pasak projekto vadovo Oliver’io Hörnle’ės (Oliverio Hiornlės), tinkamai suplanavus agrofotovoltaikos sistemą, naudos gauna ir augalai, ir įrenginiai.

Agrofotovoltaikos sistemą sudaro keturios dalys. Viena jų – stacionariai sumontuoti visai užtamsinti saulės moduliai virš kivių, kriaušių, obuolių ir slyvų vaismedžių, kita – sistema, pagrįsta pusiau skaidriais folijos tuneliais auginant uogas, tačiau projekto pagrindą sudaro visai užtamsinti moduliai su sekimo sistema. Saulės moduliai su sekimo sistema ypatingi tuo, kad 140 m ilgio eilės sutrumpinamos perpus. Vienoje pusėje saulės moduliai valdomi atsižvelgiant į kultūrinių augalų fiziologinius aspektus, kitoje – tik pagal optimalius saulės parametrus.

Fraunhoferio saulės energijos sistemų instituto sukurti sekimo algoritmai nuo 2024 m. vidurio bandomi projekto partnerių įrenginiuose. Žemės ūkio mokslinius tyrimus vykdo Augustenbergo žemės ūkio technologijų centras.

***

Fotovoltaika (iš graikų kalbos φῶς –- šviesa + voltas) – tai fizikos, fotochemijos ir elektrochemijos kryžkelėje esanti mokslo šaka, tirianti elektros srovės susidarymo procesą įvairiose medžiagose, veikiant į jas krintančiai šviesai.

Šis procesas vadinamas fotoelektriniu arba fotovoltiniu efektu. Ypatinga praktinė fotovoltaikos reikšmė yra saulės šviesos energijos pavertimas elektros energija, naudojama saulės energijai gauti.

***

Badeno-Viurtembergo federalinėje žemėje 14 ha žemės ūkio naudmenų plote veikia didžiausi Vokietijoje agrofotovoltaikos įrenginiai. Dviejuose laukuose 2024 m. augo žoliniai pašarai, o trečiame – grikiai. Nuo rudens visuose trijuose laukuose auga javai (žieminiai kviečiai, speltos ir avižos). Tik kukurūzai laukuose nebus auginami, nes augalai užauga per aukšti. Įdirbant laukus traktoriniais agregatais arba nuimant derlių javų kombainu, saulės modulius galima atlenkti į šoną. Kad būtų pakankamai vietos dirbti su žemės ūkio technika, saulės moduliai sumontuoti 3 m aukštyje, o tarp jų eilių yra 14 m atstumas. Dėl agrofotovoltaikos įrenginių prarandama apie 15 proc. dirbamos žemės ploto, tačiau papildomos pajamos už pagamintą elektros energiją tai kompensuoja su kaupu. Agrofotovoltaikos įrenginiai kainavo apie 9 mln. eurų.