Vinařství a solární energie: Zemědělská fotovoltaika (Agri-PV) ve vinařství v Jižní Africe – příležitosti, výzvy a potenciál

Hrozny pod solárními panely: Agrofotovoltaika jako klíč k inovaci a udržitelnosti ve vinařství

Agrofotovoltaika (agro-PV) je inovativní technologie, díky které je zemědělská půda využitelná jak pro pěstování plodin, tak pro výrobu energie. V souvislosti s pěstováním vína v Jižní Africe má tato technologie významný potenciál k řešení problémů spojených se změnou klimatu a zároveň vytváří ekonomické výhody pro vinaře. Ale vedle příležitostí existují také výzvy, které je třeba řešit. Níže je provedena podrobná analýza Agri-PV v jihoafrickém vinařství, aby se zdůraznily jeho výhody a nevýhody a také specifické účinky na produkci hroznů.

Vhodné pro:

• Dvojitá sklizeň pod sluncem s agrofotovoltaikou: Synergie agro-PV systémů a moderního zemědělství

Výhody Agri-PV v jihoafrickém vinařství

Ochrana klimatu a přizpůsobení se změně klimatu

Jižní Afrika čelí velkým výzvám kvůli změně klimatu. Delší období sucha, vyšší teploty a extrémní výkyvy počasí mají výrazný dopad zejména na zemědělství a vinařství. Agro-PV systémy nabízejí udržitelné řešení zde:

• Ochrana před tepelným stresem: Solární moduly (částečně průhledné) snižují přímé sluneční záření na révu a snižují teplotu povrchu hroznů až o 5°C. To minimalizuje tepelný stres a zajišťuje rovnoměrnější vývoj hroznů.
• Ochrana před extrémními povětrnostními vlivy: Moduly fungují jako ochranná střecha a mohou chránit vinnou révu před krupobitím, silným deštěm a nadměrným slunečním zářením. To stabilizuje výnosy a zlepšuje kvalitu hroznů.
• Prodloužená doba sklizně: Stínování umožňuje hroznům dozrávat pomaleji, což má za následek pozdější sklizeň. To je zvláště výhodné v horkých oblastech pěstování, protože to umožňuje hroznům vyvinout lepší rovnováhu mezi kyselinou a cukrem.

Zlepšená účinnost vody

V Jižní Africe, zemi s chronickým nedostatkem vody, je optimalizace vodních zdrojů zásadní. Agri-PV zde může významně přispět:

• Snížený výpar: Stínění zajišťované fotovoltaickými moduly výrazně snižuje výpar vody z půdy, což může snížit požadavky révy na vodu až o 30 %.
• Efektivní zavlažovací systémy: V kombinaci s Agri-PV lze implementovat nejmodernější systémy kapkové závlahy, které dále optimalizují spotřebu vody.
• Zachytávání dešťové vody: FV systémy mohou být navrženy tak, aby se dešťová voda shromažďovala a využívala k zavlažování.

Výroba energie a ekonomická účinnost

Agri-PV umožňuje současné využití zemědělské půdy pro kultivaci a výrobu elektřiny:

• Dodatečný zdroj příjmů: Vyrobenou solární energii lze využít buď přímo ve vinařstvích, nebo ji přivést do elektrické sítě. To výrazně snižuje náklady vinařů na energii a vytváří nové možnosti příjmu.
• Nezávislost na síti: Ve venkovských oblastech, kde jsou dodávky elektřiny často nespolehlivé, nabízí Agri-PV stabilní a udržitelný zdroj energie.

Zlepšení kvality hroznů

Řízené zastínění poskytované fotovoltaickými moduly má také přímý vliv na kvalitu hroznů:

• Vyvážené zrání: Snížené sluneční záření vede k pomalejšímu zrání hroznů. Výsledkem mohou být vína, která jsou komplexnější a lépe vyvážená.
• Snížení úpalu: Zvláště citlivým hroznům prospívá zastínění, protože úpal a s ním spojené ztráty na výnosu jsou minimalizovány.

Udržitelnost a inovace

Implementace Agri-PV ve vinařství přispívá k udržitelnějšímu zemědělství:

• Snížená stopa CO2: Používání obnovitelné energie snižuje spotřebu fosilní energie.
• Podpora inovací: Jižní Afrika se aktivně podílí na výzkumu Agri-PV řešení, což vede k novým technologiím a postupům v tomto odvětví.

Vhodné pro:

• Voda a watty dělají víno: pěstování bobulí pomocí fotovoltaiky a uzavřeného vodního cyklu – transparentní fotovoltaické moduly solární řešení od BaWü
• Zemědělská fotovoltaika ve vinařství - VitiVoltaic: Agro-PV řešení ve vinařství - Jak se víno stává lepším a vyrábí elektřinu
• Heilbronn: Vinařství a ovocnářství s agrofotovoltaikou (AgriPV) - Státní ovocnářský experimentální školící a výzkumný ústav (LVWO)

Výzvy při zavádění Agri-PV

Navzdory četným výhodám existují také překážky, které je třeba překonat při zavádění Agri-PV v jihoafrickém vinařství:

Vysoká počáteční investice

• Náklady: Instalace Agro-PV systémů vyžaduje velké počáteční investice. Mnoho vinařů nemá potřebné finanční prostředky, což brání šíření technologie.
• Modely financování: Aby byla technologie dostupnější, jsou zapotřebí inovativní modely financování a vládní programy financování.

Technické výzvy

• Přizpůsobení místním podmínkám: Pro dosažení optimálních výsledků je třeba systémy přizpůsobit specifickým podmínkám jihoafrického vinařství. Zásadní roli hrají faktory jako odrůda hroznů, typ půdy a klima.
• Údržba a provoz: Moduly vyžadují pravidelnou údržbu, aby byla zajištěna jejich účinnost. To vyžaduje technické znalosti, které ve venkovských oblastech často nejsou k dispozici.

Přijetí a estetika

• Tradiční vzhled: Mnoho vinařů a turistů oceňuje tradiční vzhled vinic. Integrace FV modulů by mohla být vnímána jako zásah do krajiny.
• Zvyšování povědomí: Cílené vzdělávání o výhodách Agri-PV je nezbytné ke snížení předsudků a zvýšení akceptace.

Regulační překážky

• Schvalovací proces: Zdlouhavé úřední schvalovací procesy mohou zpozdit realizaci agro-PV projektů.
• Standardizace: Chybí jasné pokyny a normy pro implementaci Agri-PV ve vinařství.

Vliv stínění z FV modulů na produkci hroznů

Stínování z PV panelů ovlivňuje produkci hroznů různými způsoby. Existují pozitivní i negativní účinky:

Pozitivní účinky

• Ochrana proti extrémním povětrnostním podmínkám: Moduly fungují jako ochranný štít proti nadměrnému slunečnímu záření, krupobití a silnému dešti.
• Zlepšená kvalita hroznů: Stínované hrozny mají často nižší koncentraci cukru a vyšší hladiny kyselin, což vede k vyváženějším vínům.
• Snížené požadavky na vodu: Stínování snižuje odpařování vody, což může snížit spotřebu vody až o 30 %.

Negativní účinky

• Snížená fotosyntéza: V důsledku nižšího slunečního záření by se výkon fotosyntézy révy mohl snížit až o 40 %, což může v některých případech vést ke snížení výnosu.
• Menší bobule: Nižší vystavení slunečnímu záření může vést ke zmenšení velikosti bobulí.
• Různé ztráty výnosů: Studie ukazují, že výnosy se mohou snížit o 18–19 % v závislosti na podmínkách prostředí a managementu.

Agrofotovoltaika nabízí slibné řešení pro jihoafrické vinařství

Navzdory problémům, které existují – zejména v oblasti nákladů a přijetí – výhody v mnoha ohledech převažují nad negativy.

Budoucí rozvoj Agri-PV do značné míry závisí na spolupráci mezi vinaři, výzkumníky, tvůrci politik a investory. Díky programům cíleného financování, zvýšeným výzkumným iniciativám a inovativním řešením financování se tato technologie může stát klíčem k udržitelnému a odolnému zemědělství v Jižní Africe.

Pokud budou tyto výzvy překonány, Agri-PV by mohl významně přispět k energetické transformaci a ochraně klimatu a zároveň zajistit ekonomickou budoucnost jihoafrického vinařství.

Xpert.Digital má hluboké znalosti z různých odvětví. To nám umožňuje vyvíjet strategie šité na míru, které jsou přesně přizpůsobeny požadavkům a výzvám vašeho konkrétního segmentu trhu. Neustálou analýzou tržních trendů a sledováním vývoje v oboru můžeme jednat s prozíravostí a nabízet inovativní řešení. Kombinací zkušeností a znalostí vytváříme přidanou hodnotu a poskytujeme našim zákazníkům rozhodující konkurenční výhodu.

Více o tom zde:

• Využijte 5x odborných znalostí Xpert.Digital v jednom balíčku – již od 500 EUR měsíčně

Agrofotovoltaika v jihoafrickém vinařství: Slibná symbióza

Integrace agrofotovoltaiky (agro-PV) do jihoafrického vinařství představuje inovativní způsob řešení několika výzev moderního zemědělství. Vzhledem k postupující změně klimatu, rostoucímu nedostatku vody a celosvětovému tlaku na obnovitelné zdroje energie nabízí Agri-PV zajímavou vyhlídku pro vinařství v Jižní Africe. Cílem je využití zemědělské půdy k výrobě energie prostřednictvím fotovoltaických systémů a zároveň k pěstování vína. Tento koncept má značný potenciál, ale přináší s sebou i konkrétní výzvy, které je třeba překonat.

Vhodné pro:

• „Modelový region Agro-Photovoltaics Bádensko-Württembersko“ ukazuje synergické efekty dvojího využití půdy agro-PV v Oberkirch-Nussbach
• Agri-Solar pro pěstování ovoce: Agri-PV v Bádensku-Württembersku a Porýní-Falcku pro CO2-neutrální pěstování ovoce (ovoce a zelenina)
• Forest FV solární energie: „Lesní“ fotovoltaika jako ochrana mladých stromků se 40% stínem (ochrana před sluncem) a výkonem 135 kWp
• Agrofotovoltaika v BW (Ba-Wü): Třetí pilotní závod v modelovém regionu Agri-PV pěstování bobulí s uzavřeným vodním cyklem

Výhody Agri-PV v jihoafrickém vinařství v detailu

Ústřední výhodou agro-PV je ochrana klimatu a přizpůsobení se změně klimatu. Jižní Afrika je již nyní těžce postižena dopady změny klimatu a zvláště zranitelné je pěstování vína. Rostoucí teploty, měnící se vzorce srážek a nárůst extrémních povětrnostních jevů, jako jsou vlny veder, sucha a krupobití, ohrožují výnosy a kvalitu hroznů. Agro-PV systémy zde mohou být cenným přínosem. Solární panely instalované nad vinicemi působí jako štít proti extrémnímu slunečnímu záření a snižují přímé sluneční záření na rostliny. Studie ukázaly, že teplota pod moduly může být snížena o několik stupňů Celsia, což výrazně snižuje tepelný stres vinné révy. Moduly navíc nabízejí fyzickou ochranu proti krupobití a silnému dešti, což může minimalizovat neúrodu a poškození vinné révy. Vzhledem k rostoucí nepředvídatelnosti počasí má tento ochranný mechanismus velký význam pro zabezpečení úrody.

Dalším důležitým aspektem je úspora vody. Nedostatek vody je vážným problémem v mnoha vinařských oblastech Jižní Afriky, který je dále zhoršován změnou klimatu. Stínění, které zajišťují Agri-PV moduly, omezuje přímé sluneční záření na zem, což následně výrazně snižuje vypařování vody ze země. To má za následek nižší požadavky na vodu pro révu a může výrazně snížit potřebu umělého zavlažování. To může být rozhodující výhodou, zejména v suchých oblastech, a přispět k udržitelnému hospodaření s vodními zdroji. Kromě toho existují příležitosti k integraci účinných zavlažovacích systémů do systémů Agri-PV, například pomocí dešťové vody, která je zachycována moduly.

Výroba energie je zřejmým a významným přínosem agro-PV. Fotovoltaické systémy instalované ve vinařstvích vyrábějí obnovitelnou elektřinu, kterou lze využít různými způsoby. Vyrobenou elektřinu lze využít přímo ve vinařství k provozu vinařství, zavlažovacích systémů a dalších zemědělských zařízení, čímž se snižuje závislost na vnějších zdrojích energie a fosilních palivech. Přebytečná elektřina může být dodávána do veřejné sítě, což vinařům poskytne další zdroj příjmů a přispěje k dekarbonizaci energetického sektoru. Vzhledem k rostoucím cenám energie a rostoucímu povědomí o potřebě obnovitelné energie to představuje významnou ekonomickou a ekologickou výhodu. Lze si představit, že by se vinařství mohla stát čistými producenty energie prostřednictvím agro-PV.

Agri-PV může překvapivě také pomoci zlepšit kvalitu hroznů. Mírné zastínění, které poskytují fotovoltaické moduly, může mít pozitivní vliv na proces zrání hroznů. Snížením přímého slunečního záření se fotosyntéza nadměrně neurychluje, což má za následek pomalejší a rovnoměrnější zrání. To může vést k lepší rovnováze složek v hroznech, jako je vyšší kyselost a nižší hladina cukru. To je zvláště výhodné v teplejších klimatických podmínkách, protože pomáhá vyhnout se přezrálosti a vysokému obsahu alkoholu. Řízené stárnutí může vést ke komplexnějším chutím a zlepšené struktuře vín, což v konečném důsledku zvyšuje kvalitu konečného produktu. Omezené sluneční záření může navíc snížit riziko spálení hroznů sluncem, což by také mohlo ovlivnit kvalitu.

Kromě těchto základních výhod existují další pozitivní účinky. Agri-PV může podporovat biodiverzitu ve vinicích vytvářením ochranných prostorů. Struktura fotovoltaických systémů může poskytnout životní prostor různému hmyzu a drobným živočichům. Snížení vodního stresu vinné révy může také nepřímo přispět ke zdravější půdní mikrofauně. Kromě toho může Agri-PV pomoci snížit používání pesticidů. Zlepšená ventilace pod moduly a kratší období vlhkosti listů snižují riziko houbových chorob, což může snížit potřebu fungicidů.

Výzvy a obavy při zavádění Agri-PV

Navzdory četným výhodám existují také problémy a obavy, které je třeba vzít v úvahu při zavádění Agri-PV v jihoafrickém vinařství. Vysoká počáteční investice je bezesporu jednou z největších překážek. Instalace Agro-PV systémů vyžaduje značné finanční prostředky na nákup modulů, spodní stavby a instalaci. Pro mnoho jihoafrických vinařů, zejména menších podniků, to může být nepřekonatelná překážka. Pro zpřístupnění technologie širšímu spektru uživatelů jsou proto vyžadovány inovativní modely financování a vládní programy financování.

Dalším důležitým aspektem jsou technické úpravy. Agro-PV systémy musí být specificky přizpůsobeny podmínkám vinohradnictví. Výšku a uspořádání modulů je nutné volit tak, aby bylo stále možné obdělávání vinic a optimálně řízeno sluneční záření. Existují různé typy systémů, jako jsou vyvýšené moduly, které jsou ve větší vzdálenosti od země, nebo částečně průhledné moduly, které propouštějí část slunečního světla. Výběr správného systému vyžaduje pečlivé plánování a zvážení specifických podmínek každé lokality a odrůdy hroznů.

Schvalovací proces se může ukázat jako zdlouhavý a složitý. V Jižní Africe se na schvalování stavebních projektů a závodů na výrobu energie podílejí různé úřady. Nutnost provádět posuzování vlivů na životní prostředí a získávat různá povolení může výrazně zdržet a prodražit realizaci agro-PV projektů. Aby se urychlilo šíření technologie, bylo by žádoucí zefektivnit a zjednodušit schvalovací postupy.

Přijetí Agri-PV je dalším faktorem, který by se neměl podceňovat. Vzhled vinic je často důležitou součástí kulturní identity a cestovního ruchu. Instalace solárních panelů může změnit tradiční krajinu a potenciálně způsobit obavy mezi vinaři a turisty. Otevřená komunikace a zapojení místního obyvatelstva jsou proto klíčové pro vytvoření přijetí technologie. Je důležité zdůraznit, že agro-PV systémy mohou být také navrženy tak, aby působily esteticky a harmonicky zapadaly do krajiny.

Navíc panují obavy z dopadu na sklizeň hroznů. Zatímco mírné zastínění může mít pozitivní účinky, existuje také riziko nadměrného omezení slunečního záření, které může vést ke snížení fotosyntetického výkonu révy a případně ke snížení výnosů. Studie na toto téma vykazují smíšené výsledky a účinky do značné míry závisí na konkrétních podmínkách prostředí, odrůdě hroznů a řízení zařízení. Pečlivé plánování a monitorování jsou proto nezbytné, aby se předešlo negativním dopadům. Je důležité zdůraznit, že výzkum v této oblasti pokračuje a je třeba získat další poznatky.

Specifické výhody stínění z fotovoltaických modulů při sklizni hroznů v Jižní Africe

Jak již bylo zmíněno, stínění prostřednictvím fotovoltaických modulů má na sklizeň hroznů různé účinky. Klíčovou výhodou v často horkých a suchých vinařských oblastech Jižní Afriky je ochrana před extrémními povětrnostními podmínkami. Moduly snižují přímé sluneční záření a mohou výrazně snížit teplotu povrchu hroznů, čímž se minimalizuje riziko poškození teplem a spálení sluncem. To je zvláště důležité během horkých letních měsíců, kdy extrémní teploty mohou ovlivnit kvalitu hroznů. Fyzická ochrana před krupobitím a silným deštěm chrání hrozny před poškozením, které by mohlo vést k hnilobě a neúrodě.

Dalším důležitým aspektem je zpoždění zrání. Snížené sluneční záření zpomaluje proces zrání hroznů. To může být prospěšné v horkém podnebí, protože to umožňuje hroznům dozrát na vinici déle, aniž by získaly nadměrný obsah cukru a dozrávaly příliš rychle. Výsledkem jsou často vyváženější vína s komplexnější chutí. Pozdější sklizeň může také pomoci vyrovnat dobu sklizně a lépe rozložit pracovní úsilí.

Zastínění může také vést ke zlepšení kvality hroznů. Stínované hrozny mívají nižší cukernatost a vyšší kyselost. Tento poměr má velký význam pro kvalitu vína, protože vede k lepší struktuře, svěžesti a skladovatelnosti. Vína vyrobená ze stínovaných hroznů mohou být elegantnější a komplexnější.

Nelze zapomenout na výše zmíněnou úsporu vody. Snížený výpar pod fotovoltaickými moduly má za následek nižší požadavky na vodu pro vinnou révu, což je klíčové v oblastech Jihoafrické republiky trpících vodou.

Existují však i potenciální negativní účinky zastínění. Přílišné omezení slunečního záření může ovlivnit fotosyntetický výkon révy a vést k nižší produkci cukrů a dalších důležitých složek. V některých studiích byly pozorovány ztráty na výnosu, i když velikost ztráty závisí do značné míry na konkrétních podmínkách. Velikost bobulí může být také ovlivněna stínem, i když existují důkazy, že zastíněné hrozny mohou mít menší bobule. Je proto klíčové pečlivě naplánovat rozsah zastínění a přizpůsobit jej konkrétním potřebám příslušné odrůdy a lokality.

Agri-PV jako příležitost pro jihoafrické vinařství

Navzdory stávajícím výzvám se agro-PV ukazuje jako slibný přístup pro jihoafrické vinařství. Tato technologie nabízí inovativní řešení naléhavých problémů, jako je změna klimatu a nedostatek vody, a zároveň otevírá nové ekonomické vyhlídky prostřednictvím výroby obnovitelné energie. Úspěšné pilotní projekty a výzkumné iniciativy, jako jsou ty, které již byly provedeny v jiných zemích, poskytují cenné poznatky a ukazují potenciál pro širší uplatnění v Jižní Africe.

K realizaci plného potenciálu agro-PV v jihoafrickém vinařství je zapotřebí dalšího úsilí. To zahrnuje intenzivní výzkum k určení optimálních podmínek pro integraci fotovoltaických systémů do vinic a studium účinků na různé odrůdy hroznů a podmínky pěstování. Upravené podpůrné programy jsou zásadní pro snížení vysokých počátečních investic pro vinaře a zpřístupnění technologie. Úzká spolupráce mezi vinaři, výzkumnými institucemi, poskytovateli technologií a úřady je nezbytná pro výměnu znalostí, rozvoj osvědčených postupů a vytváření regulačních rámců, které usnadňují implementaci agro-PV. Zvážení environmentálních a sociálních dopadů je také velmi důležité, aby bylo zajištěno, že agro-PV je prováděno udržitelně a v souladu s místními podmínkami.

Pokud budou tyto výzvy úspěšně překonány, může se agro-PV ve vinařství stát udržitelnou a ekonomicky atraktivní možností pro jihoafrické vinaře, a to nejen posílením jejich konkurenceschopnosti, ale také významným příspěvkem k energetické transformaci a ochraně klimatu. Kombinace zemědělské výroby a výroby obnovitelné energie dělá z Agri-PV průkopnický koncept s potenciálem učinit jihoafrické vinařství odolnějším a udržitelnějším.

☑️ Stavba a poradenství v oblasti fotovoltaických open-space systémů

☑️ Plánování solárního parku ☑️ Realizace agrofotovoltaiky

☑️ Solární venkovní systémy s řešením dvojího použití

 

Xpert.Solar je vaším ideálním partnerem pro plánování, poradenství a realizaci staveb pozemních fotovoltaických systémů a zemědělských fotovoltaických projektů díky našim dlouholetým zkušenostem a odborným znalostem v odvětví solární energie. Xpert.Solar má zkušený tým profesionálů, který nabízí farmářům a investorům řešení na míru. Od analýzy místa přes finanční a právní poradenství až po technickou implementaci a monitorování, Xpert.Solar podporuje své zákazníky profesionálně a spolehlivě, aby zajistil úspěšnou a udržitelnou implementaci.

Rád posloužím jako váš osobní poradce.

Můžete mě kontaktovat vyplněním kontaktního formuláře níže nebo mi jednoduše zavolejte na číslo +49 89 89 674 804 (Mnichov) .

Těším se na náš společný projekt.

 

 

Xpert.Digital je centrum pro průmysl se zaměřením na digitalizaci, strojírenství, logistiku/intralogistiku a fotovoltaiku.

S naším 360° řešením pro rozvoj podnikání podporujeme známé společnosti od nových obchodů až po poprodejní služby.

Market intelligence, smarketing, automatizace marketingu, vývoj obsahu, PR, e-mailové kampaně, personalizovaná sociální média a péče o potenciální zákazníky jsou součástí našich digitálních nástrojů.

Více se dozvíte na: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus