تم نشره على: 21 فبراير 2025 / تحديث من: 21 فبراير 2025 - المؤلف: Konrad Wolfenstein
Agri-photovoltaic: تآزر وحقول الجهد من صورة إبداعية للاستخدام المزدوج: xpert.digital
الإمكانات والصراعات: دور Agri PV في انتقال الطاقة
Agri-photovoltaic: كيف يحول استخدام الأراضي المزدوجة مستقبل الطاقة
يمثل الانتشار المتزايد للخلايا الزراعية (AGRI-PV) تغييرًا في استخدام الأراضي ، حيث ينتج عن الكهرباء والغذاء في نفس الوقت الابتكارات التكنولوجية والتعارض الاجتماعي للأهداف. تتوقع الدراسات الحالية أن أنظمة Agri PV في أوروبا الوسطى يمكن أن تغطي ما يصل إلى 68 ٪ من متطلبات الطاقة إذا تم تطوير 9 ٪ فقط من المناطق الزراعية لهذه التكنولوجيا. في حين أن الأداء المثبت على مستوى العالم من 5 MWP في عام 2012 إلى أكثر من 14 GWP يزيد بشكل كبير في عام 2021 ، تواجه أهداف التوسع الطموحة مثل الهدف الألماني المتمثل في أداء 215 GW PV بحلول عام 2030 التحدي المتمثل في التغلب على فجوات القبول والعقبات التنظيمية. يحدد Fraunhofer ISE إمكانات 1700 GWP لـ AGRI PV المرتفع في ألمانيا ، ولكن مشاريع مثل الحديقة المسلحة 300 ها في ساكسوني-أنهالتال GEISELTAL تظهر أن تحول المناظر الطبيعية الزراعية يمكن أن يؤدي الأخطاء الاقتصادية.
الابتكارات التكنولوجية والتفاعلات البيئية الزراعية
تصميم النظام وتحسين الأرباح
تعتمد مفاهيم Agri PV الحديثة على التحسين الثلاثي: محصول الطاقة ، والإنتاجية الزراعية والمرونة البيئية. وحدات شمسية Bifaciale التي تمتص الضوء على كلا الجانبين تحقق نفاذية الضوء من 70-80 ٪ عن طريق زيادة الاضطراب (3-5 م) ومسافات صف واسعة (10-15 م) ، والتي في مشروع APV إلى 42-87 ٪ أدى إنتاجية المنطقة أعلى. تستخدم الأنظمة الرأسية مثل نظام Next2Sun التوجهات الشرق والغرب لإنشاء نصائح الكهرباء في الصباح والمساء ، بينما يوجد في الظهر ضوء كاف لنمو النبات. هذا إنتاج الكهرباء المضاد للسيئيك يقلل من اختناقات الشبكة ويمكّن استخدام آلة الحصاد من خلال هياكل فولاذية معيارية.
الآثار المناخية الدقيقة وعائدات النبات
يخلق الحصار الفرعي بواسطة وحدات PV مناخًا محليًا أكثر استقرارًا ، مما قد يؤدي إلى زيادة أرباح تصل إلى 16 ٪ لثقافات التوت في السنوات الجافة. وثقت القياسات طويلة المدى لنظام اختبار Constance Lake Constance عائدات القمح الأعلى تحت وحدات PV (+7 ٪) في صيف الحرارة 2018 مع انخفاض متزامن في الحاجة إلى الري. في المقابل ، هناك خسارة في أرباح تصل إلى 33 ٪ في السنوات مع الطقس المتوازن ، والذي يوضح الاعتماد على مستوى الإجهاد المناخي. يمكن أن تتيح الأنظمة التكيفية ذات الوحدات النمطية القابلة للتتبع أو الطلاءات المنجعة للضوء من التحكم في التظليل المطلوب في المستقبل.
التحول الاقتصادي المحتملة والمخاطر التشغيلية
تنويع الدخل للمزارع
يوفر Agri-PV المزارعين مصدرًا مزدوجًا للأرباح: في حين أن إنتاج الكهرباء يولد مدفوعات تأجير تتراوح بين 3000 و 4000 يورو/هكتار ، يتم الاحتفاظ بنسبة 85 ٪ من المدفوعات المباشرة في الاتحاد الأوروبي. أظهرت دراسة الحالة البولندية أن دخل القمح/الكهرباء المشترك يزيد من صافي الربح لكل هكتار بقيمة 1268 يورو (PV+Wheat) مقارنة بـ 2024 الخسائر المتوقعة في الثقافة أحادية. حددت جامعة غوتنغن معدل قبول قدره 72.4 ٪ بين المزارعين ، مع الأمن في الدخل (68 ٪) والقدرة على الجدوى في المستقبل (52 ٪) الزخارف الرئيسية.
تحديات البنية التحتية والسوق المرتبطة
على الرغم من انخفاض تكاليف الصيانة في 4-6 CT/KWH ، فإن اختناقات الشبكة تعيق توصيل الحدائق الكهروضوئية الزراعية الكبيرة. يتعين على مشروع Geiseltal الذي يحتوي على 300 ميجاوات المخطط بناء خطوط الجهد المتوسطة الجديدة على بعد 23 كم ، والتي تلتهم 30 ٪ من إجمالي الاستثمار. بالإضافة إلى ذلك ، هناك نقص في عقود الإيجار الموحدة: في حين أن تعاونيات الطاقة كما في Peißenberg ، توفر المزارعون استخدامًا مجانيًا للأراضي مقابل تغطية تيار PV ، ونماذج مشاركة الإيرادات مع عقد إيجار ثابت ومشاركة الأرباح في أجهزة العرض التجارية.
القبول الاجتماعي السياسي يتعارضون وتخطيط الحواجز القانونية
المقاومة المحلية والاحتراف لثقافة الاحتجاج
تكشف Solarpark Kienberg (Bavaria) المخطط لها عن خطوط النزاع النموذجية: لقد وصل مبادرة المواطنين مع 1،836 ناخب (12.4 ٪ من حصة) مجلس المدينة وأعلنوا دعاوى قضائية ضد المشروع. تستخدم الحملات الموجهة بشكل احترافي الروايات البصرية ("الجصون للمناظر الطبيعية") وتعاون مع جمعيات الحفاظ على الطبيعة التي تشكو من خسائر الموائل في Feldhamster. يؤكد خبراء الاتصالات مثل Sándor Mohácsi على أن المشاركة العامة المبكرة والتصورات الشفافة (محاكاة VR) تزيد من القبول ، ولكن "النوى الصلبة" لا يمكن الوصول إليها من خلال الحجج العقلانية.
تخطيط تجزئة القانون والمناظر الطبيعية السطحية
على الرغم من تعديل EEG 2023 ، الذي يعزز Agri PV باعتباره "نظامًا شمسيًا خاصًا" ، فإن التفسير غير المتناسق للمنطقة يعيق تشغيل السوق. في حين أن Bavaria يسمح لـ Agri-PV بأن تكون في الهواء الطلق ، فإن بلدان مثل Baden-Würtmberg تتطلب امتحانات فردية معقدة وفقًا للمادة 35 Baugb. تنتقد دراسة Fraunhofer أن 70 ٪ من المناطق الزراعية الألمانية قد تم حظرها من أجل PV من خلال حالة الحماية (FFH ، حماية المياه) ، بينما في الوقت نفسه يتوفر 8 ٪ من الأراضي الصالحة للزراعة مقابل 180 GW PV في Visegradstaten.
متطلبات الابتكار التنظيمية ومسارات التنمية المستقبلية
تنسيق إطارات الدعم ومعايير التكنولوجيا
لا يفرق تمويل EEG الحالي بين أنواع نظام AGRI-PV ، على الرغم من أن الأنظمة الرأسية (NEXT2SUN) تحقق غلة أقل بنسبة 30 ٪ مع كفاءة مساحة مزدوجة. نظام مكافأة من ثلاثة مراحل - 0.5 CT/KWH للتغيير الأساسي ، +0.3 CT لتدابير التنوع البيولوجي ، +0.2 CT للثقافات الخاصة - يمكن أن يحفز على استهداف الابتكارات. في الوقت نفسه ، مطلوب معيار DIN (في التحضير: DIN Spec 91434) ، والذي حدد توافر Canvail (600-800 ميكرولتر/م²/ثانية) وارتفاع عبور الماكينة (> 3.5 م).
الاندماج في النظم الإيكولوجية الذكية
تجمع المشاريع المستقبلية مثل "AGRI-PV 4.0" بين وحدات PV مع مستشعرات إنترنت الأشياء لرصد microclima (رطوبة الهواء ، مدة الرطب في الورقة) والتحكم في الري الآلي. النباتات التجريبية في راينلاند--اختبار الوحدات العضوية شبه الشفافة مع معاملات الضوء التكيفية التي تقيم توقعات الطقس وبيانات نمو النبات عبر الذكاء الاصطناعي. يمكن أن تدمج هذه الأنظمة إنتاج الهيدروجين (الإلكتروليس تحت الوحدات النمطية) والتحفيز الضوئي Agri (تنقية الهواء من خلال الوحدات المغلفة TiO2).
Agri PV كحافز لاستخدام الأراضي التكاملي
إن تغلغل المناطق الزراعية ذات التكنولوجيا الكهروضوئية ليس فائضًا في التكنوقراطية ، ولكنه تعايش ضروري للتعامل مع أزمة المناخ والتغذية. كما يوضح مشروع REWA ، يزداد القبول إلى 78 ٪ إذا كانت نماذج الطاقة الإقليمية (الاستهلاك في الموقع بنسبة 25 ٪) مرتبطة بمشاركة المواطنين (5-10 كيلو واط في الساعة من 500 يورو). سيكون من الأهمية بمكان إضفاء الطابع المؤسسي على التعايش الإنتاجي للآذان والإلكترون من خلال التخطيط المكاني الواضح (المجالات ذات الأولوية على المنخفضة) وتنسيقات التخطيط التعاوني (الجداول المستديرة مع المزارعين ، الحفاظ على الطبيعة ، البلديات). مع الإصلاح الزراعي للاتحاد الأوروبي القادم 2027 ، هناك فرصة لاستخدام المخططات البيئية على وجه التحديد لأنظمة Agri PV التي تعزز التنوع البيولوجي وبالتالي حصاد الأرباح المزدوجة من حماية المناخ والتنوع البيولوجي.
مناسب ل: