Vědecky potvrzeno: spojení zemědělství a solární energetiky nese vyšší sklizeň

Vědecky potvrzeno: spojení zemědělství a solární energetiky nese vyšší sklizeň

19. srpna 2019

Celosvětová poptávka po elektřině by mohla být naplněna pomocí solární energie, pokud by se pouhé jedno procento zemědělské půdy začalo využívat pro takzvané agrivoltaické systémy – tedy solární elektrárny speciálně upravené tak, aby dál umožnily využívat půdu pro pěstování zemědělských plodin.

Pěstování energie není konkurence 

Také u nás se můžeme setkat s kritikou, že solární elektrárny na zemi jsou špatně, protože potřebujeme půdu hlavně pro produkci potravin. Naštěstí konflikt mezi zemědělstvím a solární energetikou má jednoduché řešení. Tím jsou takzvané agrivoltaické systémy, které využívají poloprůsvitné fotovoltaické panely, pod nimiž mohou dál růst zemědělské plodiny. Výzkumy realizované například v Německu navíc ukazují, že solární elektrárny a zemědělství mohou najít vzájemné benefity: panely přistiňují plodiny a pomáhají tak zachovat výnosy, které jsou ohroženy suchem a rostoucími teplotami v důsledku klimatické změny. Naopak plodiny pod panely přispívají k lepšímu mikroklimatu, ochlazují vzduch v okolí panelů, které se tak nepřehřívají.  

Do výzkumu vhodnosti spojení solární energetiky a zemědělství se pustili také experti z Oregonské univerzity v USA. Výsledky potvrdily, že spojení zemědělství a fotovoltaiky dává smysl pro oba obory. Zemědělské plodiny, travní porosty, ale také mokřady pod panely vedou podle vědců k vyšším výnosům solárních elektráren a ty naopak přispívají při správné volbě plodin k vyšším výnosům zemědělské produkce. 

Autoři studie dále zjistili, že nejvhodnější regiony pro agrivoltaiku jsou dnes v západní Americe, jižní Africe a na Středním východě. Jejich práce také popsala pomocí modelu, který pracoval s účinností solárních panelů a vlivem mikroklimatu, jaký typ půdy je pro agrivoltaiku nejlepší. Studie také využila data z experimentálních instalací například pěti agrivoltaických realizací v Oregonu.  

Agrivoltaika pak umožňuje pěstování plodin v přerušovaném stínu daném fotovoltaickými panely. Stín nemusí nutně snižovat zemědělský výnos. Částečné zastínění plodin potvrdilo pozitivní vliv na pěstování aloe vera, rajčat, kukuřice, pícních trav a salátu. Některé odrůdy salátu měly dokonce ve stínu větší výnosy než při plném slunečním záření. 

Mikroklima pro zlepšení účinnosti solárních panelů 

Účinnost solárních elektráren ovlivňuje také okolní prostředí. Kromě hlavního faktoru, kterým je intenzita slunečního záření, jde o rychlost proudění vzduchu, teplotu okolí a relativní vlhkost. 

Účinnost solárního panelu klesá například v závislosti na teplotě vzduchu rychlostí přibližně 0,5 % na 10 °C. Naopak mírné proudění větru může panely ochlazovat a vést k vyšší účinnosti. Rozdíl mezi větry o rychlosti 0,5 a 1,5 metru za sekundu je až 0,5 % účinnosti panelu ve prospěch vyšší rychlosti. 

Studie publikovaná v časopise Nature pak uvádí, že „solární panely jsou nejúčinnější v lokalitách s velkým množstvím slunečního záření, ale také mírným větrem i teplotami a nízkou vlhkostí. Což jsou stejné podmínky, které také vyhovují dobré zemědělské produkci“. 

Globální potenciál agrivoltaických systémů je podle vědců schopen vyrobit až 21 petawatthodin elektřiny. Stačilo by k tomu osadit solárními systémy necelé 1 % zemědělské půdy. Pro srovnání: 21 petawatthodin je 21 tisíc terawatthodin, tedy zhruba 290krát více než je spotřeba elektřiny v Česku.


Zdroj: pv-magazine, foto NREL