אנרגיה חקלאית-פוטו-וולטאית: סינרגיות ומתחים של אסטרטגיית שימוש כפול – Creative image: Xpert.Digital
פוטנציאלים וסכסוכים: תפקידו של Agri PV במעבר האנרגיה
Agri-Photovoltaic: כיצד שימוש בקרקע כפולה הופך את עתיד האנרגיה
ההתפשטות ההולכת וגוברת של Agri-Photovoltaics (AGRI-PV) מסמנת שינוי בשימוש בקרקע, בו ייצור חשמל וייצור מזון בו זמנית מייצרים חידושים טכנולוגיים וגם עימותים חברתיים של יעדים. מחקרים נוכחיים צופים כי מערכות PV Agri במרכז אירופה יכולות לכסות עד 68 % מדרישת האנרגיה אם רק 9 % מהאזורים החקלאיים יפותחו עבור טכנולוגיה זו. בעוד שהביצועים המותקנים ברחבי העולם מ- 5 MWP בשנת 2012 ליותר מ -14 GWP גדלים באופן אקספוננציאלי בשנת 2021, יעדי התרחבות שאפתניים כמו המטרה הגרמנית של ביצועים של 215 GW PV עד שנת 2030 מתמודדים עם האתגר של התגברות על פערי קבלה ומכשולים רגולטוריים. ה- Fraunhofer ISE מזהה פוטנציאל של 1,700 GWP עבור PV חקלאי גבוה בגרמניה, אך פרויקטים כמו הפארק המתוכנן של 300-ha-סולארי בגיסלטל הסקסוני-אנלטל מראים כי הפיכת הנופים החקלאיים יכולים לעורר תקלות חברתיות-כלכליות.
חידושים טכנולוגיים ואינטראקציות אקולוגיות חקלאיות
אופטימיזציה של תכנון ומערכת רווחים
מושגים מודרניים של אנרגיה חקלאית-פוטו-וולטאית מבוססים על אופטימיזציה משולשת: תפוקת אנרגיה, פרודוקטיביות חקלאית וחוסן אקולוגי. מודולים סולאריים דו-פאציאליים, הבולעים אור משני הצדדים, משיגים העברת אור של – % באמצעות הרכבה מוגבהת ( – מ') ומרווח שורות נדיב ( – מ'). כתוצאה מכך, נוצרה עלייה של – % בפריון השטח בפרויקט APV-RESOLA. מערכות אנכיות כמו מערכת Next2Sun משתמשות בכיוונים מזרח-מערב כדי לייצר שיאי חשמל בבוקר ובערב, תוך מתן אפשרות לאור מספיק לצמיחת צמחים בצהריים. ייצור חשמל אנטי-מחזורי זה מפחית עומס ברשת ומאפשר שימוש במכונות קציר הודות למבני פלדה מודולריים.
השפעות מיקרו -קלימטיות ותשואות צמחים
המודולי המשנה על ידי מודולי PV יוצר מיקרו אקלים יציב יותר, מה שעלול להוביל לעליית רווחים של עד 16 % לתרבויות פירות יער בשנים יבשות. מדידות ארוכות טווח של מערכת הבדיקה של אגם קונסטנס תיעדו תשואות חיטה גבוהות יותר תחת מודולי PV (+7 %) בקיץ החום 2018 עם ירידה בו זמנית בצורך בהשקיה. לעומת זאת, יש אובדן רווחים של עד 33 % בשנים עם מזג אוויר מאוזן, מה שממחיש את התלות ברמת לחץ האקלים. מערכות אדפטיביות עם מודולים הניתנים לעקוב או ציפויים קלים -חיוביות יכולות לאפשר את בקרת ההצללה הדרושה בעתיד.
פוטנציאל טרנספורמציה כלכלית וסיכונים תפעוליים
פיזור הכנסה לחוות
Agri-PV מציעה לחקלאים מקור הכנסה כפול: בעוד שייצור חשמל מייצר תשלומי שכר דירה של – אירו לדונם, 85% מהתשלומים הישירים של האיחוד האירופי נשמרים. מחקר מקרה פולני מראה כי יבולי חיטה/חשמל משולבים מגדילים את הרווחים נטו לדונם ב-1,268 אירו (PV+חיטה) בהשוואה להפסדים הצפויים בשנת 2024 עבור מונוקולטורה. אוניברסיטת גטינגן קבעה שיעור קבלה של 72.4% בקרב חקלאים, כאשר ביטחון הכנסה (68%) וקיימות (52%) היו המניעים העיקריים.
אתגרים תשתיתיים ושוק הקשורים לשוק
למרות ירידה בעלויות הייצור ל- – סנט/קוט"ש, צווארי בקבוק ברשת מעכבים את חיבורם של פארקי אנרגיה חקלאית פוטו-וולטאית בקנה מידה גדול. פרויקט גייזלטל, עם קיבולת מתוכננת של 300 מגה-וואט, דורש בניית 23 ק"מ של קווי מתח בינוני חדשים, המהווים 30% מההשקעה הכוללת. יתר על כן, קיים מחסור בהסכמי חכירה סטנדרטיים: בעוד שקואופרטיבים לאנרגיה כמו זה שבפייסןברג מציעים לחקלאים שימוש חינם בקרקע בתמורה לרכישת חשמל פוטו-וולטאית, מודלים של חלוקת הכנסות עם חכירות קבועות וחלוקת רווחים שולטים בקרב יזמי פרויקטים מסחריים.
סכסוכי קבלה סוציו -פוליטיים וחסמי חוק תכנון
התנגדות מקומית והתמקצעות של תרבות המחאה
סולארפארק קינברג המתוכנן (בוואריה) חושף שורות קונפליקט טיפוסיות: יוזמה של אזרחים עם 1,836 מצביעים (12.4 % חלק) הגיעה לשלושה מושבי מועצת העיר והודיעה על תביעות נגד הפרויקט. קמפיינים מודרכים מקצועיים משתמשים בסיפור חזותי ("טיח הנוף") ומשתפים פעולה עם אסוציאציות לשימור טבע המתלוננות על הפסדי בתי גידול עבור אוגר שדה. מומחי תקשורת כמו Sándor Mohácsi מדגישים כי השתתפות מוקדמת בציבור והדמיות שקופות (הדמיות VR) מגדילות את הקבלה, אך "ליבות קשות" כמעט ולא נגישות על ידי טיעונים רציונליים.
תכנון פיצול חוק ונוף פני השטח
למרות תיקון ה- EEG 2023, המקדם את Agri PV כ"מערכת סולארית מיוחדת ", הפרשנות הלא עקבית של האזור מעכבת את השוק הגבוה. בעוד שבוואריה מאפשרת Agri-PV להיות בחוץ, מדינות כמו באדן-וורטמברג דורשות בחינות אינדיבידואליות מורחבות על פי §35 באוגב. המחקר של Fraunhofer מבקר כי 70 % מהאזורים החקלאיים הגרמניים חסומים עבור PV באמצעות מצב הגנה (FFH, הגנה על מים), ובמקביל 8 % מהקרקע הניתנת לעיכול זמינים לפוטנציאל PV של 180 ג'יגה -וואט בוויסגרדסטטן.
דרישות חדשנות רגולטוריות ונתיבי פיתוח עתידיים
הרמוניזציה של מסגרות תמיכה ותקני טכנולוגיה
סובסידיות EEG הנוכחיות אינן מבחינות בין סוגי מערכות חקלאיות-פוטו-וולטאיות, למרות שמערכות אנכיות (Next2Sun) משיגות תפוקות נמוכות ב-30% עם יעילות שטח כפולה. מערכת בונוס בת שלוש רמות – 0.5 ct/kWh להתקנות קרקעיות, +0.3 ct למדדי מגוון ביולוגי, +0.2 ct לגידולים מיוחדים – יכולה לתמרץ חדשנות ממוקדת. במקביל, נדרש תקן DIN (בהכנה: DIN SPEC 91434) המגדיר זמינות אור מינימלית ( – מיקרומול/מ"ר/שנייה) וגובהי מרווח למכונות (>3.5 מ').
שילוב במערכות אקולוגיות חכמות חכמות
פרויקטים עתידיים כמו "AGRI-PV 4.0" משלבים מודולי PV עם חיישני IoT לניטור מיקרוקלימה (לחות, משך רטוב עלים) ובקרת השקיה אוטומטית. צמחי טייס במודלים אורגניים שקופים למחצה של ריינלנד-פלטיינט עם עסקת אור אדפטיבית המעריכה תחזיות מזג אוויר ונתוני גידול צמחים באמצעות AI. מערכות אלה יכולות לשלב ייצור מימן (אלקטרוליזרים תחת מודולים) ופוטו-קטליזה של AGRI (טיהור אוויר באמצעות מודולים מצופים TIO2).
Agri PV כזרז של סיבוב שימוש בקרקע אינטגרטיבי
חדירת טכנולוגיית פוטו-וולטאית לאדמות חקלאיות אינה מייצגת עודף טכנוקרטי, אלא סימביוזה הכרחית להתמודדות עם משברי האקלים והמזון. כפי שמראה פרויקט ReWA, הקבלה עולה ל-78% כאשר מודלים אזוריים של חשמל (25% צריכה באתר) משולבים עם השתתפות אזרחית ( – קוט"ש מניות החל מ-500 אירו). יהיה חיוני למסד את הדו-קיום היצרני של חיטה וחשמל באמצעות תכנון מרחבי ברור (אזורים בעדיפות על אדמות בעלות תשואה נמוכה) ופורמטים של תכנון שיתופי (שולחנות עגולים עם חקלאים, אנשי שימור טבע ורשויות מקומיות). הרפורמה החקלאית הקרובה של האיחוד האירופי בשנת 2027 מציעה הזדמנות להשתמש באופן ספציפי בתוכניות אקולוגיות למערכות חקלאיות פוטו-וולטאיות המקדמות מגוון ביולוגי, ובכך לקצור את הדיבידנד הכפול של הגנת האקלים והמגוון הביולוגי.
מתאים לכך: