Η Αυστρία θα μπορούσε να αξιοποιήσει 90 TWh Agrivoltaics χρησιμοποιώντας 5–16% καλλιεργήσιμης γης

Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο Φυσικών Πόρων και Επιστημών της Ζωής της Αυστρίας, Βιέννη, διεξήγαγε μια τεχνο-οικονομική ανάλυση των δυνατοτήτων των αγροβολταϊκών εγκαταστάσεων της χώρας, συνδυάζοντας εκτιμήσεις κερδοφορίας τόσο για την παραγωγή ηλιακών φωτοβολταϊκών όσο και για τη γεωργική παραγωγή.

«Η εργασία μας παρουσιάζει, εξ όσων γνωρίζουμε, το πρώτο ολοκληρωμένο πλαίσιο που συνδυάζει την προσομοίωση τόσο της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από φωτοβολταϊκά όσο και της γεωργικής παραγωγής για τα αγροβολταϊκά συστήματα σε επίπεδο ολόκληρης της χώρας, συμπεριλαμβανομένων των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής», δήλωσε στο περιοδικό pv η αντίστοιχη συγγραφέας Isabelle Grabner. «Στην έρευνά μας, διερευνήσαμε τις μειώσεις στη φυτική παραγωγή για την Αυστρία λόγω της επέκτασης των ηλιακών φωτοβολταϊκών σε γεωργική γη.

"Συγκρίναμε την επιθετική ανάπτυξη αγροβολταϊκών και τυπικών εγκαταστάσεων επίγειας-εγκατεστημένων φωτοβολταϊκών που είναι απαραίτητες για την επίτευξη στόχων κλιματικής ουδετερότητας", πρόσθεσε ο Grabner. "Επιπλέον, δείξαμε περιορισμένα αποτελέσματα προσαρμογής στην κλιματική αλλαγή στα αγροβολταϊκά, αλλά τα τελευταία αποτελέσματα εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τις επιλεγμένες καλλιέργειες καθώς και από τη συγκεκριμένη χώρα-."

Για τη διεξαγωγή της ανάλυσης, η ομάδα χρησιμοποίησε ένα αρθρωτό πλαίσιο προσομοίωσης, χρησιμοποιώντας καθιερωμένο λογισμικό όπου ήταν διαθέσιμο και αναπτύσσοντας νέες λύσεις ανάλογα με τις ανάγκες. Το πλαίσιο είναι διαθέσιμο στο διαδίκτυο με την άδεια GPL. Χρησιμοποιώντας δεδομένα της ΕΕ από το μοντέλο πολιτικής-ολοκληρωμένου κλίματος (EPIC), οι ερευνητές αρχικά ταξινόμησαν περιοχές κατάλληλες για αγροβολταϊκή χρήση, εφαρμόζοντας φίλτρα όπως ελάχιστη συνδεδεμένη καλλιεργήσιμη έκταση 1 εκτάριο, μέγιστη μέση κλίση 20 μοιρών και μέγιστο υψόμετρο 1.950 m πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας.

Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας προσομοιώθηκε με το PVlib, χρησιμοποιώντας δεδομένα παγκόσμιας οριζόντιας ακτινοβολίας (GHI) από μια προσομοίωση κλίματος σε δίκτυο 1 km. Το EPIC χρησιμοποιήθηκε για τη μοντελοποίηση βασικών περιβαλλοντικών διεργασιών και ανάπτυξης φυτών σε επίπεδο οικοπέδου, με καθημερινά χρονικά βήματα και χωρική ανάλυση 1 km × 1 km. Τα σενάρια ενσωμάτωσαν αλληλεπιδράσεις μεταξύ των περιβαλλοντικών συνθηκών και των πρακτικών διαχείρισης, συμπεριλαμβανομένων των αμειψισπορών, για καλλιέργειες όπως τα μπιζέλια, η σόγια, οι πατάτες, η μηδική, το καλοκαιρινό κριθάρι και η βρώμη.

Τα δεδομένα για το κλίμα βασίστηκαν σε παρατηρήσεις από το 1981-2020 και σε προβλέψεις από το 2031-2070. Δοκιμάστηκαν δύο βασικά σενάρια: γεωργική παραγωγή χωρίς φωτοβολταϊκό σύστημα και επίγεια-τοποθετημένη φωτοβολταϊκή χωρίς γεωργία. Τα σενάρια αγροβολταϊκών περιελάμβαναν εναέρια στελέχη, με νότια όψη-με ύψος εγκατάστασης περίπου 10 m, και κατακόρυφα συστήματα διπλής όψης με απόσταση σειράς 10 m και δύο διπλοόψεις στοιβαγμένα κάθετα. Κάθε σύστημα αξιολογήθηκε σε σενάρια χαμηλού, μεσαίου και υψηλού κόστους.

Η ανάλυση έδειξε ότι στην Αυστρία, τα επίγεια φωτοβολταϊκά συστήματα παράγουν 1.173 MWh/ha, τα αποστειρωμένα αγροβολταϊκά συστήματα 684 MWh/ha και τα κάθετα αγροβολταϊκά συστήματα 373 MWh/ha ηλεκτρικής ενέργειας. Οι λόγοι κέρδους σε σχέση μόνο με την αγροτική παραγωγή κυμαίνονταν από 10:1 έως 50:1 για κατακόρυφα συστήματα, έως 60:1 για στηριχτά συστήματα και έως 100:1 για φωτοβολταϊκά{14}εδάφους.

«Για την επίτευξη 90 TWh/έτος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από ηλιακά φωτοβολταϊκά σε καλλιεργήσιμες εκτάσεις, ένα ανώτερο όριο σε όλα τα σενάρια κλιματικής ουδετερότητας, απαιτείται ποσότητα 5%-16% της συνολικής έκτασης καλλιέργειας», κατέληξε η ομάδα. "Οι απαιτούμενες εκτάσεις και η προσομοιωμένη μείωση της απόδοσης υποδηλώνουν ότι η απώλεια στην αυστριακή φυτική παραγωγή θα έφτανε το 2%–6%. Μόνο τα αγροβολταϊκά συστήματα μπορούν να επιτύχουν απώλειες παραγωγής στο χαμηλότερο άκρο του παρατηρούμενου εύρους. Οι επιπτώσεις προσαρμογής στην κλιματική αλλαγή των αγροβολταϊκών συστημάτων είναι μικρές."

Τα ευρήματα της έρευνας είναι διαθέσιμα στο "The techno-economic potencials of Agrivoltaic installs in Austria", που δημοσιεύεται στο Renewable Energy. Στη μελέτη συμμετείχαν ερευνητές από το Πανεπιστήμιο BOKU της Αυστρίας και το Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Αγροτικής Οικονομίας.