Saulės baterijų ir mandarinmedžių derinimas tame pačiame sklype Tai nebėra futuristinė idėja, o realybė, išbandoma Llírijoje (Valensija). Citrusinių vaisių ūkyje, kuris veikia visu pajėgumu, pastatytas pirmasis Valensijos bendruomenėje bandomasis agrovoltinis mandarinmedžių įrenginys. Šis įrenginys siekia parodyti, ar įmanoma gaminti atsinaujinančią energiją neaukojant citrusinių vaisių auginimo pelningumo.
Ši patirtis atsiranda tuo metu, kai Valensijos kaimo vietovės susiduria su didėjančiomis energijos kainomisVis griežtesni aplinkosaugos reikalavimai ir poreikis išlaikyti tokio ikoniško derliaus kaip citrusiniai vaisiai konkurencingumą kelia iššūkį. Agrovitalka atrodo kaip potenciali gelbėjimosi ratas, tačiau daugelis klausimų lieka neatsakyti: kas nutinka vaisių kokybei, kaip atliekamas apdorojimas, kaip plokščių metamas šešėlis veikia derlių ir ar šis modelis yra ekonomiškai perspektyvus vidutiniam ūkininkui.
Kas yra agrovoltika ir kodėl ji tokia įdomi citrusinių vaisių augintojams?
Agroviltaika apima žemės sklypo žemės ūkio paskirties naudojimo suderinamumą su kitais naudojimo būdais. Įrengiant antžemines fotovoltines saulės baterijas, energija generuojama ir pasėliai auginami tame pačiame žemės sklype. Šiuo metodu siekiama vienu metu spręsti du pagrindinius pasaulinius iššūkius: didinti atsinaujinančios energijos gamybą ir užtikrinti aprūpinimą maistu neplečiant dirbamos žemės plotų.
Nors ši koncepcija pradėta nagrinėti dar devintajame dešimtmetyje, Dauguma įkurtų agrovoltinių projektų orientuoti į sodininkystės arba mažai augančius augaluskur gana lengva montuoti žemaaukštes konstrukcijas. Ten įrodyta, kad gerai suprojektuotos plokštės nebūtinai sumažina žemės ūkio produkciją ir netgi gali suteikti tokios naudos kaip mažesnis terminis įtempis arba vandens taupymas.
Vietoj to Sumedėjusiuose augaluose, tokiuose kaip citrusiniai vaisiai, realių patirčių praktiškai nebuvo. Iki šiol pagrindinė kliūtis buvo labai aukštų konstrukcijų poreikis, kad jos neužstotų medžių, o tai padidina pradines išlaidas ir apsunkina projektavimą. Be to, agronominis valdymas (apdorojimas, genėjimas, derliaus nuėmimas) yra sudėtingesnis, o šešėlio poveikis vaisių kokybei ir dydžiui yra didesnis.
Valensijos bendruomenėje, kur Apelsinmedžiai ir mandarinmedžiai yra svarbi kraštovaizdžio ir ekonomikos dalisŠis duomenų trūkumas buvo rimta problema: daugelis projektų buvo nagrinėjami energetikos požiūriu, tačiau neturint tvirtų įrodymų, kaip citrusiniai vaisiai ilgainiui reaguotų į tokį įrenginį.
Valensijos politechnikos universiteto (UPV) Agrovoltikos katedra Jis buvo sukurtas būtent tam, kad užpildytų šią žinių spragą, turint labai aiškų tikslą: griežtai išmatuoti, kas nutinka, kai fotovoltinė jėgainė gamyboje derinama su citrusinių vaisių auginimu, ir tai padaryti realiomis eksploatavimo sąlygomis.
Pirmasis agrovoltinis augalas tarp mandarinmedžių Llírijoje
Šios veiklos krypties pavyzdinis projektas yra Tango Gold mandarinų ūkyje įrengta bandomoji agrovoltinė jėgainė Llíria savivaldybėje. Tai maždaug ketverių metų amžiaus, jau produktyvios fazės medžiai, priklausantys bendrovei „Agro Cycle Life“, kuri specializuojasi žemės ūkyje 4.0 ir pažangiame duomenų valdyme.
Įrengtas maždaug 500 m² sklypas 30 kWp fotovoltinė instaliacijaKonstrukcija, specialiai suprojektuota šiam pasėliui, siekia maždaug 5,5 metro aukštį, kad netrukdytų mandarinmedžių augimui ir būtų galima atlikti įprastus žemės ūkio darbus. Ši detalė yra labai svarbi: plokščių pakėlimas taip aukštai gerokai padidina projekto kainą, tačiau tai vienintelis būdas medžiams ir technikai egzistuoti kartu su plokštėmis.
Augalas yra padalintas į trys aiškiai diferencijuoti eksperimentiniai blokai: viena eilė su fiksuota konstrukcija, kita – su mobilia konstrukcija su saulės energijos sekikliu („agritracker“), o trečia valdymo zona be plokščių. Ši konstrukcija leidžia tiesiogiai palyginti, kas vyksta esant kiekvienai konfigūracijai ir su identišku pasėliu, bet be šešėlio ar konstrukcijų virš jo.
Sekcijos su plokštėmis buvo sumontuotos dvifazinės plokštėsgalintis užfiksuoti spinduliuotę tiek nuo viršutinio, tiek nuo apatinio paviršiaus. Tai ypač įdomu žemės ūkio aplinkoje, kur dirvožemio ir augmenijos atspindėta šviesa gali būti panaudota elektros energijos gamybai padidinti nereikalaujant daugiau žemės.
Instaliacija taip pat sumanyta kaip paties ūkio savarankiško vartojimo jėgainėkad pagaminta energija daugiausia būtų naudojama tokiems poreikiams tenkinti kaip drėkinimas ir kitas žemės ūkio produktų vartojimas. Tai leidžia vienu metu analizuoti tiek agronominius, tiek energetinius aspektus ir įvertinti, ar sistema apskritai pagerina ūkio pelno (nuostolių) ataskaitą.
Bendradarbiavimo projektas tarp universiteto, įmonių ir drėkintojų
Llíria gamykla nėra pavienė iniciatyva, o platesnio projekto dalis. plataus masto UPV Agrivoltaic katedros bendradarbiavimo sutartis, kuriame dalyvauja pirmaujantys energetikos ir žemės ūkio sektorių subjektai. Tai EMIN Energy, Fundación Elecnor, VAO Sistemas, GSFI Energía, Gestión y Administración Técnica Agraria ir Llíria Irrigation Community.
Už inžinerinį ir techninį projektavimą buvo atsakinga „EMIN Energy“. Įrengimas apima agronominių ir eksperimentinių poreikių pavertimą konkrečiu fotovoltiniu sprendimu. Statybą atliko „Ruano“ – bendrovė, kuri specializuojasi tokio tipo įrenginiuose, o „Agro Cycle Life“ prisidėjo prie esamo ūkio ir savo žemės ūkio duomenų valdymo patirties.
La Llíria drėkinimo bendruomenė Ji atlieka pagrindinį vaidmenį kaip sklypo savininkė ir kaip atstovaujanti veikėja regiono drėkinimo sektoriuje. Jos prezidentas José Alfonso Soria, kuris taip pat pirmininkauja Valensijos bendruomenės drėkinimo bendruomenių federacijai (FECOREVA), pabrėžė strateginę projekto vertę numatant sektoriaus iššūkius ir ieškant sprendimų, kuriuos vėliau būtų galima pritaikyti kituose ūkiuose.
Valensijos politechnikos universiteto vardu, Rektorius José E. Capilla pabrėžė, kad ši bandomoji gamykla sukurs „patikimą, originalią ir naudingą“ informaciją. priimti sprendimus Valensijos citrusinių vaisių sektoriuje. Universitetas suteikia tyrėjų komandą, mokslinę infrastruktūrą ir analitinius pajėgumus, reikalingus surinktiems duomenims paversti pritaikomomis žiniomis.
Kasdieniniame projekto vykdyme tokie vardai kaip Zulema Sousa, agronoma ir doktorantė ir Agrovoltikos katedros tyrėjas bei EMIN Energy narys, ir César González Pavón, žemės ūkio inžinerijos mokslų daktaras ir UPV Taikomosios fizikos katedros docentas. Abu jie yra tyrimų komandos, kuri planuoja bandymus, apibrėžia matuojamus kintamuosius ir interpretuoja pradinius rezultatus, nariai.
Kas, susiję su mandarinais, yra tiriama agrovoltinėje elektrinėje?
Mokslinė projekto šerdis yra Zulemos Sousos daktaro disertacija pavadinimu „Agrovoltinių įrenginių sąveikos su įprastais citrusiniais augalais analizė“Jų tikslas – gauti patikimus duomenis, kurie leistų jiems atsakyti į svarbų klausimą: ar visu pajėgumu veikiantis mandarinų sodas gali egzistuoti kartu su aukšta fotovoltine konstrukcija neprarandant agronominio ir komercinio pelningumo?
Už tai, Diegiama pažangi jutiklių sistema Jis nuolat registruos mikroklimato, energijos ir agronominius kintamuosius trijose bandymų zonose (kontrolinėje, stacionarioje ir mobilioje konstrukcijose). Be kita ko, jis matuos faktinį pasėlius pasiekiantį apšvitos kiekį, oro ir dirvožemio temperatūrą bei drėgmę, vėjo greitį ir fotovoltinės instaliacijos energijos srautus.
Grynai žemės ūkio požiūriu, Bus išsamiai analizuojamas derlius kilogramais ir vaisių kokybė.Bus tiriamas medžių dydis, elgesys po derliaus nuėmimo ir komercinė vertė. Taip pat bus nagrinėjamas medžių vegetatyvinis augimas, jų vandens balansas ir galimi drėkinimo valdymo pokyčiai – aspektai, kurie yra ypač jautrūs Viduržemio jūros klimatui su vis karštesnėmis vasaromis.
Kita svarbi tyrimo dalis bus patikrinti žemės ūkio užduočių suderinamumas su struktūraAugalų apsaugos priemonės (pvz., dronais), genėjimas, derliaus nuėmimas, lengvosios technikos važiavimas ir kt. Kai kurie augalų apsaugos produktai gali pažeisti arba ištepti plokštes, o bet kokie papildomi lauko darbų sunkumai gali reikšti didesnes išlaidas ir sumažinti patrauklumą ūkininkui.
Energetikos požiūriu, Bus įvertintas įrenginio našumas (30 kWp) atsižvelgiant į metinę energijos gamybą, dvifazių plokščių efektyvumą žemės ūkio aplinkoje, priežiūrą ir galimas problemas, būdingas žemės ūkio aplinkai (dulkes, drėgmę, atsitiktinius smūgius ir kt.). Visa tai siekiant įvertinti, kaip energijos pajamos padengia investicijas ir eksploatavimo sąnaudas.
Dizaino vaidmuo: pirmiausia auginimas, tada lėkštės
Viena iš pagrindinių idėjų, kurią kartoja tyrėjų komanda, yra ta, kad Agrovoltinės instaliacijos sėkmė citrusinių vaisių auginimui labai priklauso nuo projekto.Kalbama ne apie įprasto saulės energijos parko klonavimą ir jo įrengimą ūkyje, o apie fotovoltinio sprendimo pritaikymą prie pasėlių, žemės ir klimato, o ne atvirkščiai.
Llírijoje pasirinktas variantas buvo konstrukcijos iki 5,5 m Tai daroma būtent siekiant atsižvelgti į mandarinmedžių augimą ir išvengti tiesioginio trukdymo medžių lajai. Be to, saulės sekiklio (agroseklio) vieta tam tikru metu, pavyzdžiui, naudojant dronus, gali būti pastatyta beveik vertikaliai, kad būtų kuo mažiau trukdoma fitosanitariniam apdorojimui.
Technologijų naudojimas žemės ūkis 4.0 „Agro Cycle Life“ ir tokių įmonių kaip GOTA (kur dirba César González, specializuojantis drėkinimo sprendimų srityje) dėka, pritaikyti vandens ir tiekiamo vandens valdymą prie naujų mikroklimato sąlygų jutiklių generuojami duomenys. Tikslas – kuo geriau išnaudoti jutiklių duomenis, kad ūkininkai galėtų priimti pagrįstus sprendimus, o ne daryti prielaidas.
UPV rektorius tvirtino, kad Projektas siekia ne tik parodyti, kad agrovoltika yra techniškai įmanomatačiau siekiama patikrinti, ar ji suteikia realų pranašumą konkurencingumo ir atsparumo požiūriu, atsižvelgiant į dideles energijos kainas ir vis ryškesnę klimato kaitą.
Šiuo atžvilgiu dizainas taip pat atsižvelgia į lengva priežiūra ir įrengimo ilgaamžiškumasPakeltos konstrukcijos yra brangesnės, tačiau jei galima įrodyti, kad jos daugelį metų užtikrins tinkamą auginimo ir energijos suderinamumą, ekonominė pusiausvyra galėtų pakrypti modelio naudai, ypač jei būtų pasiūlytos bendradarbiavimo formulės tarp žemės ūkio savininko ir energijos investuotojo.
Pavėsis, šiluma ir vaisių kokybė: didžiausi nežinomieji
Vienas jautriausių tyrimo aspektų yra šešėliavimo plokščių poveikis „Tango Gold“ mandarinamsYra hipotezių, leidžiančių manyti, kad vasaros metu, esant dideliam karščio stresui, tam tikras tiesioginės spinduliuotės sumažėjimas gali būti teigiamas, nes sumažina vaisių nudegimus ir pagerina medžio vandens balansą.
Zulema Sousa pažymi, kad kai kurie ankstesni darbai rodo, jog Ši veislė galėjo toleruoti ir netgi įvertinti tam tikrą apsaugą karščio bangų metu. Tačiau iki šiol nebuvo konkrečių duomenų apie citrusinius vaisius agrovoltinėse struktūrose; todėl „Llíria“ projektas yra labai aktualus kaip realaus pasaulio bandymų poligonas šioms hipotezėms patvirtinti arba paneigti.
Césarui Gonzálezui kritinis taškas bus ne tik bendra produkcija kilogramais, bet ir vaisių dydis ir prekinė kokybėJei šešėliavimas sumažina vaisiaus dydį arba pakeičia jo savybes taip, kad tai kenkia rinkai, įrenginys prarastų savo paskirtį ūkininko požiūriu, kad ir kaip gerai jis veiktų energijos vartojimo efektyvumo požiūriu.
Taip pat bus analizuojama šešėlių įtaka. vegetatyvinis augimas, žydėjimas ir vaisių užsimezgimasŠviesos pasiskirstymo pokyčiai lajoje gali pakeisti medžio struktūrą, vėdinimą ir kai kurių kenkėjų ar ligų paplitimą, o tai savo ruožtu turi įtakos apdorojimo ir pasėlių valdymo poreikiui.
Tuo pačiu metu įrenginys leis tyrėjams ištirti, ar dalinio šešėliavimo ir fotovoltinės energijos derinys padeda sušvelninti kai kuriuos klimato kaitos padarinius Kalbant apie citrusinius vaisius, pavyzdžiui, ekstremalios temperatūros ar vandens trūkumas. Jei šioje srityje bus įrodyta teigiama sinergija, sektoriaus susidomėjimas agrovoltika gali smarkiai išaugti.
Tyrimų išlaidos, verslo modeliai ir terminai
Be techninių aspektų, projektas susiduria su tiesioginiu iššūkiu Ekonominis klausimas, kuris galiausiai nulems, ar modelis įsibėgės.Aukštos konstrukcijos, reikalingos tam, kad netrukdytų mandarinmedžiams, yra didelė investicija, todėl reikia atidžiai apsvarstyti vaidmenų pasidalijimą tarp tų, kurie teikia kapitalą fotovoltinei elektrinei, ir tų, kurie valdo žemės ūkio veiklą.
César González teigia, kad būsimame komerciniame scenarijuje Tikėtina, kad investicijas į energetikos komponentą atliks konkretus vystytojas.Ūkininkas gautų nuomą arba kompensaciją už leidimą įrengti elektrą savo žemėje. Bet kuriuo atveju svarbiausia bus tai, kad energijos ir žemės ūkio produkcijos pajamų derinys suteiktų patrauklią grąžą.
Tyrimų komanda tvirtina, kad Greitų atsakymų tikėtis negalimaSumedėjusiems augalams reikia laiko, kol pasireiškia reikšmingas poveikis, ir norint padaryti tvirtas išvadas, reikia kelių pilnų vegetacijos sezonų. Jie mano, kad minimalus laikotarpis, per kurį galima gauti pakankamai patikimus rezultatus, yra maždaug dveji metai, o stabilioms tendencijoms patvirtinti – daugiau laiko.
Tuo tarpu bandomoji gamykla veiks kaip stabili mokslinių tyrimų infrastruktūraProjektas atviras naujiems klausimams ir eksperimentams, kurie gali kilti jo metu. Jis taip pat yra daktaro disertacijos ir universiteto bei pramonės bendradarbiavimo, kuriuo siekiama parengti sektoriui skirtas publikacijas ir techninę medžiagą, dalis.
Kartu su šia patirtimi Valensijos bendruomenė toliau daro pažangą kitos citrusinių vaisių inovacijų linijos, pavyzdžiui, naujų poskiepių, atsparių ligoms ir abiotiniams stresams, kūrimas. Pavyzdžiui, Valensijos žemės ūkio tyrimų institutas (IVIA) pristatė CIVAC 19 poskiepį – mandarino Kleopatros ir trifoliatos hibridą, atsparų citrusinių vaisių tristezos virusui (CTV), pasižymintį pusiau žemaūgiu poveikiu ir įdomiu intensyvios plantacijos ir mechanizuotas.
Šio tipo genetinio tobulinimo pažanga kartu su tokiais pasiūlymais kaip agrovoltika, Jie sustiprina įsipareigojimą kurti konkurencingesnę ir tvaresnę citrusinių vaisių pramonę.kur technologijos, viešieji tyrimai ir bendradarbiavimas su privačiomis įmonėmis derinami siekiant modernizuoti sektorių, nepamirštant jo ekonominės realybės.
„Llíria“ patirtis taps etalonu: jei duomenys patvirtina, kad mandarinmedžiai gali egzistuoti kartu su saulės baterijomis neprarandant kokybės ar pelningumoKadangi pagaminta energija padeda sumažinti drėkinimo ir valdymo išlaidas, daugelis ūkininkų agrovoltiką laikys realia galimybe padidinti atsparumą neaiškios ateities akivaizdoje. Kita vertus, jei kiltų didelių nuostolių ar sunkiai valdomų komplikacijų, sektorius bent jau turės objektyvios informacijos, kad galėtų priimti pagrįstus sprendimus. Ši bandomoji jėgainė yra lemiamas žingsnis pereinant nuo teorinių diskusijų prie praktinio pritaikymo integruojant saulės energiją ir citrusinių vaisių auginimą Valensijos bendruomenėje.