Pěstování plodin pod solárními panely přináší řadu výhod. Agrovoltaika může pomoci nejen v oblastech s extrémním suchem a nedostatkem zemědělské půdy, ale pomoci může i při současné energetické krizi.

O agrivolatice/agrovoltaice budeme v budoucnu pravděpodobně slýchat čím dál častěji. Jde o jednoduchý koncept, který přináší řadu benefitů. Agrovoltaika je konceptem, kde se solární technologie setkává s tradičním zemědělstvím. Myšlenka je jednoduchá: Solární panely jsou instalovány nikoliv hned u země, ale na vyvýšené konstrukci tak, aby pod nimi mohly růst rostliny. I když to možná může znít překvapivě, příliš mnoho slunečního světla může rostliny stresovat a zastínění plodin ve výsledku znamená, že budou potřebovat méně vody, která se na jinak otevřeném poli rychle odpařuje. Kromě toho se díky odpařování vody z rostlin panely ochlazují, čímž se zvyšuje jejich účinnost. Výsledkem je za ideální situace stav, kdy se maximalizuje zěmědělská produkce z půdy i produkce solární energie.

V nové studii publikované v časopise Nature Sustainability, která je založena na důkladném zkoumání dopadajícího slunečního světla, teploty vzduchu a relativní vlhkosti, vědci zjistili, že současná orná půda je podle vydané zprávy „půdou s největším potenciálem pro získávání solární energie“.

Agrovoltaika chrání rostliny před silným slunečním zářením a zároveň je chrání před mechanickým poškozením např. kroupami. Foto: Se souhlasem společnosti voestalpine

Za účelem provedení studie zřídili vědci z Arizonské univerzity pod vedením Grega Barrona-Gafforda, docenta na Fakultě geografie a rozvoje, první výzkumné agrovoltaické pracoviště v Biosphere 2, živé laboratoři, která se zaměřuje na mezioborový výzkum klimatických změn.

Výzkumníci sledovali rostliny papriky chiltepin, jalapeňo a třešňových rajčat pěstované pod soustavou solárních fotovoltaických panelů. Během tříměsíční letní vegetační sezóny výzkumníci používali senzory umístěné nad povrchem půdy, které průběžně zaznamenávaly úroveň dopadajícího světla, teplotu a relativní vlhkost vzduchu a teplotu a vlhkost povrchu půdy.

2× více rajčat díky stínu solárních panelů

Zjistili, že agrovoltaický systém má značný vliv na tři faktory růstu a reprodukce rostlin: teplotu vzduchu, přímé sluneční záření a vlhkost vzduchu. Stín fotovoltaických panelů vedl k nižším denním teplotám a vyšším nočním teplotám než je tomu u otevřené plochy. Ve vzduchu pod panely se také drželo více vlhkosti.

Například rostliny jalapeňos vyprodukovaly v obou systémech podobné množství plodů, ale s o 65 % menší transpirační ztrátou vody v agrovoltaickém systému. Transpirace označuje vypařování vody na povrchu rostliny. Výzkumníci se domnívají, že bychom díky tomuto jevu mohli snížit spotřebu vody při pěstování plodin, ale přitom zachovat úroveň produkce potravin.

„Zjistili jsme, že mnoha našim potravinářským plodinám se lépe daří ve stínu solárních panelů, protože jsou skryty před přímým sluncem,“ vysvětlil Baron-Gafford v tiskové zprávě. „Ve skutečnosti byla celková produkce plodů chiltepinu pod fotovoltaickými panely v agrivoltaickém systému třikrát vyšší a produkce rajčat byla dvakrát vyšší!“

Vzhledem k tomu, že výkon solárních panelů se s jejich zahříváním klesá, rostliny snížením teploty vzduchu také zvýšily účinnost výroby energie.

„Přehřívající se solární panely jsou ve skutečnosti ochlazovány tím, že plodiny pod nimi vylučují vodu přirozeným procesem transpirace – podobně jako mlhovače na terase vaší oblíbené restaurace,“ vysvětlil Barron-Gafford. „Když vše shrneme, je tato metoda výhodná, pokud jde o zlepšení způsobu, jakým pěstujeme potraviny, využíváme naše vzácné vodní zdroje a vyrábíme obnovitelnou energii.“

Další výhodou je, že agrivoltaika by mohla prospět i zemědělským dělníkům, kteří budou moci pracovat v přívětivějším prostředí. Předběžné výsledky totiž ukazují, že při práci v agrovoltaické oblasti lze udržet teplotu povrchu těla přibližně o -7,8 °C nižší než při práci na přímém slunci.

Rajčata a další plodiny částečné zastínění ocení. Výsledkem může být vyšší produkce, nebo stejná produkce při využití méně zdrojů. Foto: Se souhlasem University of Arizona

Agrovoltaiku testuje i ČEZ

Ačkoliv studie vypadá slibně, vědci tvrdí, že je třeba provést další výzkum s dalšími druhy rostlin. Tým v současné době spolupracuje s Národní laboratoří pro obnovitelné zdroje energie amerického ministerstva energetiky, aby analyzoval, jak efektivně může agrovoltaika fungovat v jiných regionech a pomoci zemědělství, které trpí nejhoršími dopady klimatických změn.

Rozvoji agrovoltaiky v Evropě zatím brání legislativa, který nedovoluje využívat zemědělskou půdu pro dva různé účely – zde konkrétně pro zemědělství a výrobu elektrické energie. Objevují se však první vlaštovky. ČEZ letos u své elektrárny v Ledvicích, kde provádí nejrůznější experimenty a testy nových technologií, vybudoval první agrovoltaické zařízení v České republice.