Onderzoekers van de Universiteit van Lissabon en de Militaire Academie in Portugal hebben een onderzoek uitgevoerd naar de levensvatbaarheid vanagrivoltaïsch systeem om tegemoet te komen aan de behoefte aan zowel energie- als voedselzekerheid. Uit het onderzoek bleek dat op afstand van elkaar geplaatste rijen fotovoltaïsche (PV) modules in combinatie met schaduwvriendelijke gewassen het meest veelbelovende rendement en een terugverdientijd van minder dan vijf jaar hadden.
De klimaatkenmerken van Portugal maken het een geschikte locatie voor de productie van zonne-energie en ongeveer 12% van het nationale grondgebied van het land is aangewezen als Nationaal Landbouwreservaat (RAN) voor landbouwdoeleinden.Agrivoltaïsch systeem, de integratie van landbouw en zonne-energieproductie, ook wel genoemdzonne-landbouw, zou een innovatieve oplossing kunnen zijn om gebruik te maken van het aangewezen land en tegelijkertijd hernieuwbare energie op te wekken om zorgen over de energiezekerheid aan te pakken.
De groep ontdekte dat agrivoltaïsche systemen een terugverdientijd van vijf jaar of minder kunnen bereiken en meer waarde kunnen genereren dan alleen PV-systemen of alleen landbouwproductie op het land. Bovendien merkten de onderzoekers bij het bestuderen van twee soorten lay-outs – één met verhoogde panelen en één met op afstand van elkaar geplaatste rijen panelen – op dat de op afstand geplaatste oplossing een iets groter potentieel heeft dan de verhoogde.
Het team nam ter vergelijking een reguliere PV-implementatie op en bestudeerde scenario's waarbij alle door de panelen geproduceerde energie rechtstreeks aan de markt werd verkocht met behulp van een berekende waarde. In de analyse werd ervan uitgegaan dat de boer een PPA heeft en de energie verkoopt tegen €{{0}},043 ($0,046,34)/kWh. Voor de PV-systemen werd gekozen voor monokristallijne siliciumzonnecellen. Om de terugverdientijd te bepalen, zijn met behulp van PVsyst-software verschillende parameters geselecteerd, waaronder initiële investerings- en O&M-kosten en energieverkoopprijzen.
Voor de op afstand geplaatste PV-projectindeling werd een steekafstand van 20 m gebruikt, waardoor er minimaal 15 m ruimte ontstond tussen de twee rijen van elk acht modules, voor een totaal van 16 modules. De modules hadden een kantelhoek van 55% tot -55% en er werden trackers gebruikt om de beweging van de zon te volgen en het uitgangsvermogen te optimaliseren. In de verhoogde PV-array-indeling werden alle 16 modules in een serie van één rij geïnstalleerd om schaduwvorming op de gewassen eronder te verminderen. Opnieuw werd met behulp van trackers gekozen voor een kantelhoek van 55% tot -55%. Bij de Valverdinho-installatie zorgde het terrein echter voor te veel schaduw, dus werd de kantelhoek aangepast naar 45% en -45%.
De resultaten van het onderzoek gaven aan dat de voorgestelde projecten lagere energiekosten (LCOE) hadden dan de energieprijs op de Iberische markt, met terugverdientijden van ongeveer 4-5 jaar.
Agrivoltaïsche energie combineert de principes van duurzame landbouw en hernieuwbare energieproductie. Door gewassen in de schaduw te stellen, kunnen PV-modules de hoeveelheid waterverdamping verminderen en koelere temperaturen handhaven, wat leidt tot hogere gewasopbrengsten. Ondertussen genereren zonnepanelen hernieuwbare energie die door boeren zelf kan worden verkocht of gebruikt, waardoor hun afhankelijkheid van fossiele brandstoffen wordt verminderd.
Deze studie benadrukt het potentieel van agrivoltaïsche energie om een win-win-oplossing te bieden door zowel voedsel- als energiezekerheidsproblemen aan te pakken en tegelijkertijd duurzame landbouwpraktijken te bevorderen. Terwijl de wereldbevolking blijft groeien, zullen innovatie en creatieve oplossingen zoals agrivoltaïsche energie van cruciaal belang zijn bij het aanpakken van de uitdagingen waarmee we de komende jaren worden geconfronteerd.
