Tarım arazilerinin yanına güneş enerjisi kurulumları yerleştirme uygulaması olan Agrovoltaik, arazi kullanımından ödün vermeden dağıtılmış temiz enerjiyi sunmanın bir yolu olarak dünya çapında daha sık benimseniyor.
Oregon Eyalet Üniversitesi'nden yapılan araştırmaya göre, güneş enerjisi ve tarımsal enerjinin ortak konumlandırılması, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki toplam elektrik üretiminin yüzde 20'sini sağlayabilir. Araştırmacılara göre, büyük ölçekli agrivoltaik kurulumu, mahsul verimi üzerinde "minimum" bir etkiyle yıllık 330 bin ton karbondioksit emisyonunda azalmaya yol açabilir.
Araştırmaya göre, agrovoltaiklerin Amerika Birleşik Devletleri'ndeki elektrik üretiminin yüzde 20'sini karşılaması için Maryland eyaleti büyüklüğünde bir alana ihtiyaç duyulacak. Bu yaklaşık 13,000 mil kare veya ABD'nin şu anki tarımsal arazisinin yüzde 1'i. Küresel ölçekte, tüm tarım arazilerinin yüzde 1'inin güneş fotovoltaiklerine dönüştürülmesi halinde dünyanın ihtiyaç duyduğu enerjiyi üretebileceği tahmin ediliyor.
Agrovoltaik panelleri kurmanın birçok yolu vardır. En yaygın yöntemlerden biri, çiftlik ekipmanlarının veya çiftlik hayvanlarının altında serbestçe hareket etmesi için yer açmak üzere tesisi yükseltmektir. Diğer bir modaya uygun tasarım ise, fotovoltaik panelleri dikey olarak yönlendirmek ve panel sıraları arasında geniş açık alanlar bırakmaktır.
USA
Somerset, California'da bir bağa Alman tasarımı Sunzaun dikey güneş panelleri kuruldu. Kurulumu yapan Sunstall, bir mikro invertöre bağlı 43 450 W modül ve iki pilden oluşan kurulumu geliştirdi.
Minimalist tasarım, ağır bir raf sistemine olan ihtiyacı ortadan kaldıran iki yığına basit bir bağlantı yapmak için modüllerin çerçevelerinde delikler kullandı. Çift yüzeyli güneş modülleri, dikey olarak yönlendirilmiş dizinin her iki tarafında da enerji üretir.
Yatay olarak tasarlanan geleneksel sistemlerde, raf sistemi üzerine panelleri monte etmek için kullanılan raylar genellikle istenilen panel ölçüsüne göre kesilir. Diğer tüm bileşenlerin tedariki tamamlandıktan sonra panel boyutu değişirse, raylar güncellenen panel boyutuna uyacak şekilde yeniden tasarlanırken projede gecikmeler yaşanabilir. Sunzaun tasarımı, her yığın arasındaki mesafeyi ayarlayarak panelin boyutundaki değişikliğe kolayca uyum sağlamaya olanak tanır. Gerekirse panellerin yerden yüksekliğinin ayarlanması da mümkündür.
Almanya
Leipzig Uygulamalı Bilimler Üniversitesi'nden bilim adamları, batı-doğu yönelimli dikey fotovoltaik sistemlerin büyük çapta konuşlandırılmasının Alman enerji piyasası üzerindeki potansiyel etkisini incelediler. Bu kurulumların, geleneksel yere monte fotovoltaik santrallere göre tarımsal faaliyetlerle daha fazla entegrasyona izin verirken, ülkenin şebekesini stabilize etmede yararlı bir etkiye sahip olabileceğini keşfettiler.
Bilim adamları, dikey fotovoltaik sistemlerin güneş performansını kış aylarında en yüksek elektrik talebinin ve en çok elektrik arzının olduğu saatlere kaydırabildiğini ve böylece güneş kısıtlamasını azaltabildiğini buldular.
”Enerji sistemi modeline 1 TW şarj ve deşarj gücü ve 1 TWh kapasiteli bir elektrik depolama entegre edilirse, etki yüzde 2 doğuya yönelik dikey modüllerle 2.1 Mt/yıl CO70 tasarrufuna düşürülür. batıya, yüzde 30 güneye eğimli” dediler. “Son olarak, dikey santrallerde yüzde 70'lik bir orana ulaşmak bazıları için gerçekçi görünmese de, daha düşük bir oranın bile olumlu bir etkisi var.”
Japonya
Japonya'da, Alman modül üreticisi Luxor Solar'ın bir yan kuruluşu olan Luxor Solar KK, Eco Rice Niigata'ya ait bir pirinç işleme fabrikasının otoparkına 8.3 kW'lık bir dikey fotovoltaik sistem kurdu.
Luxor Solar KK genel müdürü Uwe Liebscher, PV dergisine "Arabalar dikey sistemler arasına park edilecek" dedi. "Bu sistemin amacı, kış boyunca dayanıklılığı ve karın yansıması nedeniyle ek enerji performansını göstermektir." Niigata ise kışın 2 veya 3 metreye varan karla yüksek kar yükü alanı olarak biliniyor.
Güneye bakan sistem, Luxor Solar'ın kendi heteroeklem güneş modüllerinin yanı sıra Alman dikey fotovoltaik uzmanı Next2Sun'un montaj sistemlerini ve Japon Omron'un invertörlerini içeriyor. Dikey montaj, sistemin yanında bulunan bir pirinç işleme fabrikasına elektrik sağlayacak. Nagaoka şehri projeyi 2 milyon yen (14,390$) ile finanse etti.
"Dikey bir kurulum, ekinlere ulaşan ışığın yüzde 85'inden fazlasını korurken, tarım arazisinin yalnızca minimum bir alanını kullanır, bu da güneş enerjisi ile tarım arasında Japonya'da çok önemli olan optimum dengeyi sağlar" diye açıklıyor. "Bu, buğday, patates veya pirinç gibi kamuya açık tarım arazilerinde büyük ölçekte agrivoltaik sistemler kurmamıza izin veriyor."
Fransa
Fransa'da, TotalEnergies ve bir agrovoltaik uzmanı olan InVivo, 111 kW'lık bir dikey agrivoltaik göstericisini piyasaya sürdü. TotalEnergies, pilot kurulumun güneş panellerinin tarımsal verim, biyoçeşitlilik, karbon depolama ve sahanın su kalitesi üzerindeki etkisini araştıracağını söyledi.
TotalEnergies Renouvelables Fransa CEO'su Thierry Muller, "Yeşil elektrik üretimi, biyogaz ve tarım arasında geliştirilen sinerjinin, enerji ve gıda bağımsızlığımızı garanti altına alan cevaplardan biri olduğuna inanıyoruz" dedi.
İsveç
Mälardalen Üniversitesi'nden (İsveç) bilim adamları, dikey fotovoltaik projelerde mikro iklimlerin analizini kolaylaştıran bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) modeli geliştirdiler. CFD simülasyonları, agrivoltaik sistemlerdeki mikro iklimleri analiz etmek için kullanılabilen katıların ve gazların cisimlerin içinden ve çevresinden akışı hakkındaki karmaşık denklemleri çözmek için kullanılır.
Araştırmacı Sebastian Zainalli, "Agrivoltaik (AV) sistem modelleri, AV sisteminin konumu ve çözümüne dayalı olarak mikro iklimsel değişiklikler analiz edilebildiğinden/tahmin edilebildiğinden, yeni AV sistemlerinin tasarımı ve karar verme için sıklıkla kullanılacaktır." pv Magazine.w söyledi
Çalışma, dikey fotovoltaik modüller tarafından gölgelenen zemin alanlarında güneş radyasyonu yoğunluğunda yüzde 38'lik bir azalma gözlemledi.
Temel ilkeler
ABD Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı, agrovoltaiklerin başarısı için aşağıdakileri içeren beş ilke önerdi:
İklim, toprak ve çevre koşulları: Bir yerin çevre koşulları hem güneş enerjisi üretimine hem de istenilen ürün veya bitki örtüsüne uygun olmalıdır.
Konfigürasyonlar, güneş enerjisi teknolojileri ve tasarımları: Güneş enerjisi teknolojisinin seçimi, sahanın yerleşimi ve diğer altyapılar, güneş panellerine ulaşan ışık miktarından, gerekirse bir traktörün panellerin altından geçip geçemeyeceğine kadar her şeyi etkileyebilir. “Bu altyapı önümüzdeki 25 yıl boyunca yerinde olacak, bu yüzden kullanım amacına uygun olarak yapılması gerekiyor. InSPIRE üzerinde çalışan bir NREL araştırmacısı olan James McCall, projenin başarısı buna bağlı olacaktır” diyor.
Mahsul seçimi ve yetiştirme yöntemleri, tohum ve bitki örtüsü tasarımları ve yönetim yaklaşımları: Agrivoltaik projeler, yerel iklimlerinde panellerin altında gelişen ve yerel pazarlarda karlı olan mahsulleri veya yer örtücüleri seçmelidir.
Uyumluluk ve esneklik: Agrovoltaikler, verimli tarımsal faaliyetlere olanak sağlamak için güneş enerjisi tesisi sahiplerinin, güneş enerjisi operatörlerinin ve çiftçilerin veya arazi sahiplerinin çelişen ihtiyaçlarına uyum sağlayacak şekilde tasarlanmalıdır.
İşbirliği ve Ortaklıklar: Herhangi bir projenin başarılı olması için gruplar arasında iletişim ve anlayış çok önemlidir.
Bir kaynak: https://www.pv-magazine-mexico.com