Выращивание сельскохозяйственных культур под солнечными панелями, называемое “агроэлектроэнергетика” или “агро-фотоэлектроэнергетика”, является многообещающим решением для использования одного и того же участка земли, чтобы прокормить растущее население мира и обеспечить устойчивую энергию.
“Это повышает эффективность землепользования, поскольку позволяет солнечным фермам и сельскому хозяйству делить территорию, а не заставлять их конкурировать друг с другом”, – говорится в докладе Всемирного экономического форума.
Агроэлектрические эксперименты в Северной Америке, Европе, Азии и Африке за последнее десятилетие показывают, что установка фотоэлектрических панелей на фермах может снизить потребление воды; защитить посевы от чрезмерного воздействия солнечной радиации; уменьшить воздействие града, ветра и дождя; улучшить выработку электроэнергии в жарких и сухих местах; и, конечно же, обеспечить больший доход фермерам.
Однако не все культуры растут под солнечными батареями, и успех зависит от переменных, включая географическое положение и климат.
В маленьком, солнечном, технологически развитом государстве Израиль правительство инвестирует около 5 миллионов долларов в 120 пилотных агроэлектрических установок в течение следующих двух лет.
Даже страны, которые уже экспериментируют с агровольтаикой, заинтересованы в том, чтобы увидеть результаты и применить извлеченные уроки в своих собственных проектах.
Взять на себя инициативу
“Как страна, получившая мировое признание в области солнечных и сельскохозяйственных инноваций, естественно, что Израиль занимает лидирующие позиции в области APV [агро-фотоэлектрических систем]”, – сказал Дэвид Зигдон, генеральный директор Исследовательского института MIGAL Galilee при Министерстве инноваций, науки и технологий Израиля.
MIGAL присоединяется к Израильской ассоциации зеленой энергии, чтобы возглавить запланированный Израильский руководящий комитет APV Израильского климатического форума.
Зигдон сказал, что исследования показывают, что агроэлектростанции, установленные всего на 1% пахотных земель, могут удовлетворить глобальные потребности в электроэнергии.
“Мы воодушевлены потенциалом агроэнергетики для улучшения землепользования, масштабирования производства экологически чистой энергии и сокращения нехватки продовольствия, особенно с учетом растущих проблем, стоящих перед сельским хозяйством во многих регионах”.
Первая израильская полномасштабная садовая агроэлектрическая установка, представленная Doral Energy на саммите SunnySide APV Summit 2023 в Израиле. Фото предоставлено научно-исследовательским институтом MIGAL Galilee.
Более 600 ученых, фермеров, предпринимателей и официальных лиц из Израиля, Японии, Германии, Франции и США приняли участие во втором ежегодном саммите SunnySide APV, организованном MIGAL и немецким Исследовательским институтом Фраунгофера в Израиле в марте.
Там MIGAL запустила первый в мире Центр знаний в области агро-фотоэлектричества, чтобы собирать результаты исследований и делиться ими с фермерами, разработчиками энергетики и политиками, – говорит Ори Бен Херцель, вице-президент MIGAL.
“Если у нас есть информация из Италии о выращивании яблок, например, в Израиле она будет совершенно другой, поэтому нам нужно изучить ее с самого начала”, – говорит Бен Херцель ISRAEL21c.
По его словам, министерства энергетики, сельского хозяйства и охраны окружающей среды Израиля сделали агроэлектроэнергетику национальным приоритетом, имея стратегическое видение поиска наилучших условий для производства как энергии, так и продуктов питания.
По словам Бена Херцеля, исследователи MIGAL настраивают более 50 пилотных проектов, в том числе один на коммерческой ферме.
Два года назад в Университете Бар-Илан в Рамат-Гане профессор Игаль Коэн и исследователь Ярив Бен-Наим начали экспериментальный агроэлектрический проект с использованием инфраструктуры соседней компании Doral Energy .
“Мы сосредоточены на томатах и картофеле, двух культурах открытого грунта”, – говорит Бен-Наим ISRAEL21c.
“Мы хотим понять биологический аспект того, что происходит с качеством и урожайностью растений, когда они выращиваются в условиях различных затеняющих воздействий солнечных батарей, которые покрывают примерно четверть поля”, – говорит он. “Мы ищем идеальное расстояние культур от панелей”.
Бен-Наим говорит, что около 20% урожая было потеряно среди культур, выращенных под фотоэлектрическими панелями – некоторые ряды потеряли целых 45%, а другие всего 2%, в зависимости от их близости к панелям.
Более того, помидоры в полной тени менее качественные, а корневая система как картофеля, так и помидоров короче и менее развита.
“Растения под панелями растут выше, потому что они тратят энергию на поиск солнечного света”, – говорит Бен-Наим, отмечая, что исследовательская группа по агроэлектроэнергетике в Германии получила аналогичные результаты.
Уравновешивание прибылей и убытков
Большой вопрос заключается в том, компенсируется ли потеря урожая доходами от произведенной энергии с учетом затрат на создание и обслуживание солнечной инфраструктуры.
“Из того, что я вижу, существует связь между покрытием и потерями. Если вы охватите 15% поля, вы, вероятно, потеряете 15%”, – говорит Бен-Наим. “Главный вопрос – это цена, которую вы получаете за урожай”.
Если 1000 квадратных метров томатных растений обычно дают 12 тонн, а помидоры продаются по 400 шекелей за тонну (около $114), 20-процентная потеря составляет около 1000 шекелей (около $285).
Но в течение трехмесячного вегетационного периода энергия, вырабатываемая панелями, может принести фермеру 8500 шекелей (около $2428) – за вычетом платежей по кредиту и обслуживания.
Расчет меняется в зависимости от колебаний рыночной цены каждой культуры и стоимости энергии, а также от сезонных изменений погоды и других факторов.
“Это сложно, – говорит Бен-Наим. “В Израиле фермеры никогда не сажают в летние месяцы или с февраля по март. Таким образом, в течение этих месяцев они не потеряют урожай и получат только выгоду от солнечной энергии, произведенной на поле”.
Впереди много работы, заключает он, чтобы определить идеальный баланс.
Готовятся коммерческие агроэлектрические проекты
“Задача в основном заключается в воздействии на само сельское хозяйство, чтобы убедиться, что фотоэлектрические панели не влияют негативно на фотосинтез”, – говорит Рани Лифшиц, генеральный директор израильской компании по возобновляемым источникам энергии Teralight .
К концу этого года Teralight и французская компания Sun’Agri совместно запустят два пилотных агроэлектрических проекта в Израиле.
В проектах будет использоваться программное решение Sun’Agri для управления углом наклона солнечных панелей в течение дня для оптимизации фотосинтеза и производства электроэнергии в режиме реального времени. Панели, установленные на движущихся трекерах, также защищают урожай от экстремальных погодных условий.
“Это стратегическое партнерство с Sun’Agri позволит Teralight предложить владельцам мошавов, кибуцев и сельскохозяйственных угодий по всему Израилю ценное предложение”, – говорит Лифшиц.
Результаты таких проектов прольют свет на то, сможет ли агроэлектроэнергетика реализовать свой яркий потенциал.
Мошав – вид сельских населенных пунктов в Израиле. В своей классической форме мошав представляет собой сельскохозяйственную общину, действующую на кооперативных началах в снабженческо-сбытовой сфере при частичном или полном обобществлении труда и собственности на средства производства, но, как правило, при сохранении индивидуального землепользования членов мошава в виде аренды отдельных земельных наделов и осуществлении принципов индивидуального потребления (в отличие от коллективного потребления, свойственного кибуцу).
В Израиле существует более 400 мошавов. (Eenergy.media/Энергетика Украины и мира)
