Как устроены и работают двусторонние «солнечные заборы», популярные в Германии и вызывающий интерес со стороны аграриев разных стран. Так, первую в США ферму с вертикальной агровольтаикой построят в 2024 году.
Агривольтаика, агрифотоэлектрика или Agri-PV — это общий термин для концепций фотоэлектрической энергии на открытой местности, которые позволяют одновременно использовать землю под сельскохозяйственные нужды и выработку энергии. Однако, вертикальная агровольтаика – относительно новый метод, отличный от горизонтального расположения солнечных панелей. Вместо того, чтобы размещать фотоэлектрические модули ровно или под углом, они устанавливаются вертикально, что открывает совершенно новые перспективы для использования фотоэлектрических систем.
В Германии, где располагается немецкая компания Next2Sun, продвигающая «солнечные заборы», вертикальная агровольтаика уже применяется довольно широко для различных культур. В густонаселенных странах, таких как Германия и Австрия, конкуренция за землю становится все более жесткой между энергетической и сельскохозяйственной отраслями. Чтобы нивелировать это, концепции агривольтаики позволяют логично и выгодно одновременно использовать имеющиеся земли как для производства энергии, так и для сельского хозяйства. Это значительно повышает эффективность использования пространства.
Различные исследования показали, что установка фотоэлектрических модулей положительно влияет на урожайность благодаря тени и защите от ветра, которые они обеспечивают.
Основная идея концепции системы Next2Sun — вертикальное выравнивание специальных солнечных модулей с солнечными элементами с обеих сторон, что позволяет использовать инсоляцию как спереди, так и сзади. Эти двусторонние модули монтируют с ориентацией с востока на запад, в отличие от традиционных фотоэлектрических систем, ориентированных на юг, то есть электроэнергия «солнечного забора» в основном производится утром, днем или ранним вечером, а не только в пик солнечного освещения.
Поскольку нижний край модуля находится примерно на высоте метра над землей, проблем с машинной обработкой почвы не возникает. Однако выращиваемые культуры не должны значительно превышать в высоту метр. Переменные промежутки между рядами не менее восьми метров позволяют реализовать различные концепции в сельском хозяйстве.
Один из примеров – проект, реализованный на испытательном поле в Донауэшингене-Аасене, в сотрудничестве Knoblauch GmbH (компания поставляет сельхозтехнику и оборудование), John Deere и Next2Sun. Здесь был собран хороший урожай электроэнергии и пшеницы одновременно.
Вертикальные двусторонние модули из стекла и стекла способны более эффективно генерировать энергию из рассеянного света (когда небо пасмурно), чем большинство односторонних модулей. Кроме того, земля с особенно высоким альбедо (т.е. уровнем отражательной способности) может обеспечить еще большую урожайность. Особо яркие поверхности (например, снег) обладают самой высокой отражательной способностью.
Американский разработчик решений по солнечной энергии iSun, третий по величине национальный игрок на рынке агровольтаики, заключил договор с Next2Sun над установкой первой в США вертикальной агривольтаической системы. Строительство начнется в начале 2024 года в Вермонте на площади 1,48 га и будет состоять из 69 вертикальных стоечных элементов, расположенных на расстоянии 9 метров друг от друга. Между двусторонними солнечными модулями посадят для начала морковь и свеклу, а также шафран.