Την ώρα που η παραγωγή ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές στην Πορτογαλία έφτασε σε νέο υψηλό επίπεδο, υπερβαίνοντας τις ανάγκες κατανάλωσης για 149 συνεχόμενες ώρες, ερευνητές μελέτησαν τη βιωσιμότητα των αγροβολταϊκών, τόσο για ενεργειακή όσο και για επισιτιστική ασφάλεια για τον παγκόσμιο πληθυσμό. Σύμφωνα με την μελέτη, η Πορτογαλία έχει καλά κλιματικά χαρακτηριστικά για ηλιακή παραγωγή και περίπου το 12% της εθνικής επικράτειας της Πορτογαλίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη γεωργία.
«Με την πρόσφατη συγκέντρωση χωρών για να συζητήσουμε το μέλλον της ενέργειας, διαπιστώθηκε στο PNEC (Plano Nacional Energia e Clima) ότι η Πορτογαλία θα έχει περίπου 8 GW ηλιακής ενέργειας, περίπου 4 φορές την αξία από αυτήν που παράγει σήμερα, που σημαίνει ότι απαιτούνται πολλές επενδύσεις και διαθεσιμότητα γης για να επιτευχθεί αυτός ο στόχος», εξήγησαν οι ερευνητές.
Η ομάδα διαπίστωσε ότι τα αγροβολταϊκά συστήματα μπορούν να πετύχουν απόσβεση σε μία πενταετία ή και λιγότερο και να παράγουν περισσότερη αξία από μόνο τα φωτοβολταϊκά συστήματα ή μόνο από τη γεωργική παραγωγή στη γη. Επιπλέον, κατά τη μελέτη δύο τύπων διατάξεων – ένα με υπερυψωμένα πάνελ και ένα με χρήση σειρών πλαισίων σε απόσταση – οι ερευνητές παρατήρησαν ότι η λύση σε απόσταση έχει ελαφρώς υψηλότερη δυνατότητα από την ανυψωμένη.
Η ομάδα περιέλαβε μια κανονική υλοποίηση φωτοβολταϊκών για σύγκριση και μελέτησε σενάρια όπου όλη η ενέργεια που παρήχθη από τα πάνελ πωλούνταν απευθείας στην αγορά χρησιμοποιώντας μια υπολογισμένη αξία. Η ανάλυση υπέθεσε ότι ο αγρότης έχει PPA και πουλά την ενέργεια στα 0,043 € /kWh. Για τα φωτοβολταϊκά συστήματα επιλέχθηκαν ηλιακά κύτταρα μονοκρυσταλλικού πυριτίου. Για τον προσδιορισμό της περιόδου απόσβεσης, επιλέχθηκαν διάφορες παράμετροι χρησιμοποιώντας το λογισμικό PVsyst, συμπεριλαμβανομένων των αρχικών επενδύσεων και του κόστους O&M και των τιμών πώλησης ενέργειας.
Για τη διάταξη του φωτοβολταϊκού έργου σε απόσταση, χρησιμοποιήθηκε απόσταση βήματος 20 m, δημιουργώντας τουλάχιστον 15 m χώρο μεταξύ των δύο σειρών των οκτώ μονάδων η καθεμία, για συνολικά 16 μονάδες. Οι μονάδες είχαν γωνία κλίσης 55% έως -55% και χρησιμοποιήθηκαν ιχνηλάτες για να παρακολουθούν την κίνηση του ήλιου και να βελτιστοποιούν την απόδοση ισχύος. Στην ανυψωμένη διάταξη φωτοβολταϊκού συστοιχίας, και οι 16 μονάδες εγκαταστάθηκαν σε μια μονή σειρά για να μειωθεί η σκίαση στις καλλιέργειες από κάτω τους. Και πάλι, επιλέχθηκε γωνία κλίσης 55% έως -55%, χρησιμοποιώντας ιχνηλάτες. Ωστόσο, στην εγκατάσταση του Valverdinho, το έδαφος δημιούργησε υπερβολική σκίαση, οπότε η γωνία κλίσης προσαρμόστηκε στο 45% και -45%.
Η ανάλυση απαιτούσε από την ομάδα να επιλέξει ποιες καλλιέργειες θα χρησιμοποιούσαν, μία από τις οποίες έπρεπε να είναι «φιλική στη σκιά» λόγω της σκίασης από τις υπερυψωμένες μονάδες. «Έτσι επιλέχθηκε το μαρούλι, που ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις και παράγεται σε όλη την εθνική επικράτεια της Πορτογαλίας. Οι άλλες δύο καλλιέργειες, αν και είναι λίγο λιγότερο στοργικές, είναι οι ντομάτες και οι πατάτες», σημείωσε η ομάδα.
Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι τα προτεινόμενα έργα είχαν χαμηλότερο κόστος ενέργειας από την τιμή της ενέργειας στην αγορά της Ιβηρικής, με περιόδους απόσβεσης περίπου 4-5 ετών. Τα ευρήματα της ομάδας είναι διαθέσιμα στην εργασία « Agri-PV in Portugal: How to combination agriculture and photovoltaic production », που δημοσιεύτηκε στο Energy for Sustainable Development . Μέλη της ομάδας περιελάμβαναν ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Λισαβόνας και τη Στρατιωτική Ακαδημία.
«Τα έργα αυτά, εκτός από το γεγονός ότι αυξάνουν την παραγωγή πράσινης ενέργειας και μειώνουν την κατανάλωση μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, μειώνουν επίσης την ποσότητα CO2 που εκλύεται στην ατμόσφαιρα και σε περίπτωση που η εγκατάσταση έχει σχεδιαστεί ώστε να υπερβαίνει την απαραίτητη κατανάλωση αυτοκινήτου, μπορεί να χρησιμεύσει ως πηγή ενέργειας για τους κοντινούς κατοίκους με δυνατότητα αύξησης και των πηγών τροφίμων, ένα πρόβλημα για το μέλλον», κατέληξαν.
