南非葡萄种植中的农业光伏：成功案例、农业光伏系统的投资成本和广阔的潜力

南非葡萄酒种植农业光伏的成功范例

农业光伏（agri-PV）将农业生产与可再生能源生产相结合，有可能彻底改变葡萄种植的可持续性和盈利能力。南非是世界上最著名的葡萄酒产区之一，也有一些有前途的方法和成功的实施。下面全面概述了试点项目、商业应用、计划项目以及挑战和潜力。

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试点项目和研究

Sunfarming食品能源厂

自 2014 年以来，Sunfarming 一直在位于波切夫斯特鲁姆的西北大学校园运营一家创新的“食品和能源工厂”。这里对太阳能模块下方种植食用植物和草药进行科学研究。该项目于 2016 年进行了扩建，现在也作为可持续农业培训中心。这项研究令人印象深刻地表明，农业光伏不仅提供能源，而且还可以对农业产生积极影响。

盖森海姆大学

盖森海姆大学正在与南非合作伙伴合作研究农业光伏对葡萄栽培的影响。产量、葡萄品质和小气候等参数均在独特的真实研究实验室中进行检查。其目的是为农业光伏在葡萄种植中的应用奠定科学合理的基础，从而为酿酒师的决策提供坚实的基础。

商业实施

埃文代尔葡萄酒庄园

以环保葡萄酒生产而闻名的埃文代尔葡萄酒庄园最近安装了现代化的太阳能系统，使庄园实现了能源独立。尽管这不是典型的农业光伏系统，但这个例子表明了葡萄酒行业对可再生能源日益增长的兴趣。

博兰酒窖

南非最大的葡萄酒公司之一Boland Cellar安装了473千瓦的光伏系统。这满足了公司约四分之一的能源需求，并将电力成本降低了 34%。这种安装的经济效益激励其他酿酒师实施类似的系统。

计划项目

Sunfarming的扩张

Sunfarming 正计划在南非东开普省和西开普省建立更多“食品和能源”工厂。这些不仅可以为私人客户提供能源，还可以作为可持续农业的培训中心。这些项目突显了人们对农业光伏作为能源和农业问题的创新解决方案日益增长的兴趣。

挑战和潜力

挑战

尽管有积极的例子，但农业光伏的广泛实施还存在一些挑战：

• 初始投资高：安装农业光伏系统的成本很高，对许多酿酒师来说是一个经济负担。
• 官僚障碍：审批流程可能复杂且漫长，使得规划和实施变得困难。
• 技术要求：人工智能驱动的动态农业光伏系统等创新技术可能需要额外的成本和技术工作。

潜力

然而，农业光伏的优势也不容小觑：

• 气候保护：农业光伏可以帮助酿酒师适应气候变化的后果。通过太阳能模块遮阳可以减少植物的高温和干旱胁迫。
• 节水：研究表明，通过农业光伏可以减少10-30%的蒸发量，这对于南非等缺水地区来说是一个巨大的好处。
• 额外收入：除了农业生产外，酿酒师还可以通过发电开发额外收入来源。

通过有针对性的研究和政策支持，农业光伏可以成为南非葡萄栽培可持续转型的关键因素。

农业光伏系统的投资成本

葡萄酒种植农业光伏系统的投资成本取决于多种因素。有关成本的一般和具体信息如下。

南非农业光伏的一般投资

• 2018年，南非农业部门的光伏系统投资估计在630至9.6亿兰特（约33至5000万欧元）之间。
• 这些投资相当于约 60 MWp 的总装机容量。

特定项目的成本

• 南非最古老的酒庄投资约278万兰特（约14.5万欧元）建造了一个太阳系。
• 创新的人工智能驱动的农业光伏系统可以通过先进技术增加成本，但可以提供长期的经济效益。

影响成本的因素

• 系统尺寸：较小的系统更具成本效益，但节能效果较低。
• 位置：当地气候条件和土壤条件影响安装成本。
• 技术：更简单的系统更便宜，而动态农业光伏解决方案需要更高的投资。

经济

尽管初始投资很高，但模型计算显示出有希望的经济可行性：

• 即使在不利的情况下，预计回报率为 23%，净现值超过 250 万兰特（约 13 万欧元）。
• 在最好的情况下，回报率可达43%，投资回收期仅为2.5年。

然而，实际成本和经济可行性因项目和当地条件而异。为了做出明智的决定，需要针对葡萄酒种植进行更详细的研究和试点项目。

农业光伏为南非葡萄栽培提供了巨大的经济和环境机遇。成功的试点项目和初步商业应用证明了该技术的潜力。尽管面临高昂的初始投资和官僚障碍等挑战，但潜在的好处是巨大的：免受气候变化的影响、节水以及通过电力生产获得额外收入来源。通过进一步的研究、政策支持和调整的资助计划，农业光伏可能成为南非葡萄栽培可持续未来的关键。

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葡萄栽培中的可再生能源：农业光伏作为南非未来的解决方案

葡萄栽培中的可再生能源：农业光伏作为南非未来的解决方案 - 创意图片：Xpert.Digital

光伏系统在农业中的集成，特别是在葡萄种植中，正在引起全世界越来越多的兴趣。南非有着传统的葡萄酒种植历史，同时对可再生能源的需求也很高，因此农业光伏领域也取得了良好的发展。农业利用与太阳能发电的结合不仅具有生态优势，也为酒庄开辟了新的经济前景。

尽管农业光伏在南非葡萄栽培中仍处于相对早期的发展阶段，但成功试点项目和商业应用的显着例子已经存在。这些举措展示了该技术的巨大潜力，但也面临着特定的挑战。

适合：

• 农业光伏阳光下双丰收：农业光伏系统与现代农业的协同作用

研究和开发方面的开创性工作

通过科研项目，为南非农业光伏的建立奠定了重要基础。特别值得注意的是Sunfarming的“食品和能源工厂”，该工厂自2014年以来一直在位于波切夫斯特鲁姆的西北大学校园运营。这个创新项目作为一个真实世界的实验室，在真实条件下检查粮食作物和太阳能模块之间的相互作用。这不仅仅是纯粹的发电，还涉及在太阳能电池组件的部分遮荫下优化各种农作物和草药的种植。该设施于 2016 年进行了扩建，增设了一个培训中心，强调了知识转移和培训对于推广农业光伏的重要性。

德国盖森海姆大学也与南非伙伴机构合作，深入研究农业光伏对葡萄栽培的影响。在一个独特的现实世界研究实验室中进行了详细的研究，以了解光伏组件的遮光如何影响葡萄栽培的关键方面。这包括葡萄树的产量、葡萄的质量和葡萄园的小气候。为了使农业光伏系统更好地适应葡萄栽培的需求并最大限度地发挥潜在的协同效应，所获得的知识至关重要。例如，人们正在研究光照变化如何影响藤蔓的光合作用，或者遮荫在多大程度上可以提供针对极端高温和晒伤的保护。

商业应用作为未来的指南

除了纯粹的研究之外，南非葡萄栽培中也有一些令人鼓舞的农业光伏商业实施例子。埃文代尔葡萄酒庄园（Avondale Wine Estate）是这一领域的先驱。尽管这里安装的最先进的太阳能系统并不是传统意义上的农业光伏系统，因为它不是直接建在葡萄园上，但它令人印象深刻地表明了南非葡萄酒行业对可再生能源日益增长的兴趣解决方案。该系统使埃文代尔能够满足酒庄本身的全部能源需求，从而向能源独立迈出重要一步。这向行业发出了一个明确的信号：可持续性和盈利能力可以齐头并进。

另一个著名的例子是南非最大的葡萄酒公司之一博兰酒窖（Boland Cellar）。该公司安装了发电量473千瓦的光伏系统。该工厂是如何将可再生能源融入大型葡萄酒生产商运营的一个典型例子。所产生的太阳能已满足公司总能源需求的四分之一，并导致电力成本大幅降低约 34%。这些数字说明了太阳能在葡萄酒种植领域的经济潜力，可以作为对可再生能源进一步投资的激励。

重点关注可持续发展的规划项目

积极的经验和对农业光伏优势的日益认识正在导致进一步具体的项目规划。 Sunfarming 计划在东开普省和西开普省的主要葡萄酒产区增建“食品和能源”设施。这些项目有双重目的：一方面，将产生的电力出售给私人客户，从而产生额外的收入来源。另一方面，这些系统旨在作为可持续农业培训中心，从而有助于传播农业光伏领域的知识和最佳实践。这些计划中的举措表明，农业光伏不仅被视为能源供应商，而且还被视为促进可持续农业实践的工具。

挑战与解决方案

尽管有这些充满希望的例子，但农业光伏在南非酿酒业的广泛采用和经济成功仍然面临一些挑战。一个关键因素是安装农业光伏系统所需的初始投资相对较高。这些可能是一个重大的财务障碍，特别是对于较小的酿酒厂而言。

另一个限制因素是此类系统审批过程中的官僚障碍。复杂而冗长的流程可能会延迟农业光伏项目的实施并使其失去吸引力。为了使这一前景广阔的领域的投资变得更加容易，需要简化和加快审批程序。

此外，调整资助计划的必要性也变得显而易见。政府的激励措施和财政支持可以为降低酿酒厂农业光伏系统的初始投资成本和提高经济可行性做出决定性贡献。此类支持计划可能包括低息贷款、投资补助或太阳能发电上网电价补贴等。

未开发的潜力：农业光伏的详细优势

尽管存在上述挑战，但农业光伏在南非葡萄栽培中的潜在效益显然大于其负面影响。一个核心方面是防止气候变化日益严重的影响。太阳能组件提供的遮阳可以保护葡萄藤免受极热和强烈阳光的影响，这在炎热的夏季尤为重要。这可以减少热应激，防止葡萄晒伤，从而确保收获的质量。

此外，农业光伏有助于节约用水。太阳能模块下蒸发量的减少可以显着减少葡萄藤的需水量。据估计，节省 10% 至 30% 的水是现实的。在一个日益受到干旱和缺水影响的地区，这是一个巨大的优势，可以显着提高葡萄栽培的长期可持续性。

另一个重要方面是电力生产产生的额外收入来源。产生的太阳能既可以用于个人消费，从而降低能源成本，也可以馈入公共电网，从而带来额外收入。这种收入来源的多元化可以提高酿酒厂的经济稳定性，使其更能抵御市场波动。

除了这些直接好处外，农业光伏还具有积极的副作用。模块提供的遮阳可以改善葡萄园的小气候，这对植物的健康和生物多样性产生积极影响。一些研究表明，更多样化的动植物群可以在农业光伏系统下定居。

投资成本：长远的挑战

南非葡萄酒种植农业光伏系统的投资成本问题很复杂，取决于多种因素。目前很难提供准确的一般信息，因为成本在很大程度上取决于系统的规模、所选的技术和具体的现场条件。

总的来说，可以说农业光伏系统的初始投资往往高于传统地面安装系统。除其他因素外，这是由于下部结构的额外费用造成的，下部结构的尺寸必须能够支撑太阳能电池组件，并能够在下面进行农业用途。

2018年的估计表明，南非农业部门对光伏系统的投资在630万兰特至9.6亿兰特之间，总装机容量约为60兆瓦。然而，这些数字仅提供了整个农业部门的粗略概述，无法对葡萄栽培的具体成本得出任何直接结论。

对于各个项目有更具体的信息。南非最古老的酒庄安装太阳能系统的成本估计为 278 万兰特。然而，值得注意的是，这不是典型的农业光伏系统，而是屋顶系统。

农业光伏系统的成本很大程度上受到所选技术的影响。动态农业光伏系统等创新方法，其中太阳能组件的方向由人工智能控制，可以优化发电效率以及与农业利用的协同效应，但通常也伴随着更高的成本。

经济效益和长期盈利能力

尽管初始投资较高，但各种研究和模型计算表明，农业光伏系统在葡萄种植中具有潜在的高盈利能力。即使在不太有利的情况下，预计回报率也会超过 20%，并且净现值可观。在最好的情况下，回报可能会高得多，投资回收期仅为几年。

然而，必须强调的是，这些数字基于估计和模型计算，实际的经济可行性在很大程度上取决于具体情况。地点的太阳辐射、电价、资金条件和具体管理实践等因素起着至关重要的作用。

为了进行更详细的成本效益分析，需要进行进一步的具体研究和试点项目，专门针对南非葡萄栽培的一般条件。不仅应考虑直接成本和回报，还应考虑长期效益，例如提高对气候变化的适应能力和潜在的运营成本节省。

农业光伏是南非葡萄栽培可持续未来的机遇

迄今为止的例子和研究结果强调了农业光伏在南非葡萄栽培中的巨大潜力。该技术为克服气候变化的挑战、提高资源效率并同时加强酿酒厂的经济基础提供了一个充满希望的机会。

尽管初始投资成本和官僚障碍不可低估，但长期前景和潜在收益表明，对于南非的许多酿酒厂来说，使用农业光伏是值得的。通过进一步的研究、有针对性的资助计划和支持可再生能源创新的政策，农业光伏可以在南非葡萄栽培的可持续转型中发挥关键作用，并帮助使这一重要行业实现可持续发展。传统葡萄栽培与现代太阳能技术的结合是协调生态和经济目标并为南非葡萄栽培应对未来挑战做好准备的一种有前途的方法。

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