Университет Бари (Италия): агрофотовольтаика позволяет снизить температуру почвы более чем на 20 °C

Репортаж от Wedoany，Команда профессора Джузеппе Феррары из Университета Бари на пилотных агрофотовольтаических площадках зафиксировала, что температура почвы в тени более чем на 20 °C ниже, чем на участках под прямыми солнечными лучами; в настоящее время изучается влияние снижения радиации на развитие сельскохозяйственных культур.

Две пилотные площадки расположены в Латерце (регион Апулия) и Скалее (регион Калабрия) на юге Италии; они разработаны совместно Университетом Бари, итальянским исследовательским агентством ENEA, стартапом Agridatalog и компаниями-партнёрами. На площадке в Латерце в рамках проекта «Общинный агрофотовольтаический виноградник» (Vigna Agrivoltaica di Comunità) выращиваются инжир и оливки; объект в Скалее эксплуатируется консорциумом Le Greenhouse, объектом исследования служат лимонные деревья и лаванда. На обеих площадках применяются различные конфигурации фотовольтаических систем, включая системы с фиксированным углом наклона, трекерные системы, а также панели, установленные на разной высоте.

Феррара отмечает, что два проекта были намеренно спроектированы как взаимодополняющие, чтобы изучать различные культуры в разных условиях окружающей среды и при разных конфигурациях фотовольтаических систем. По его мнению, для оценки целесообразности агрофотовольтаических систем необходимо как можно больше данных, включая выявление культур, наиболее подходящих для этой технологии, и условий, в которых она даёт наибольший эффект.

Измерения в Латерце показали, что около 11:00 утра температура почвы под агрофотовольтаической системой более чем на 20 °C ниже, чем на участке под прямыми солнечными лучами. Феррара пояснил, что эти данные были зафиксированы в период повышенных температур воздуха и не отражают среднее снижение; фактическая разница температур варьируется в зависимости от широты, времени суток, температуры окружающей среды и свойств почвы. Цвет почвы также влияет на температуру: более тёмные почвы обычно поглощают больше солнечной радиации и могут нагреваться сильнее. Эффект охлаждения может быть особенно важен в Средиземноморском регионе, где сельскохозяйственное производство всё чаще сталкивается с высокими температурами, интенсивной солнечной радиацией и ограниченными водными ресурсами.

Снижение освещённости считается одним из основных ограничений агрофотовольтаических систем. Затенение может снижать температуру и ослаблять водный стресс, однако чрезмерное затенение подавляет фотосинтетическую активность и в конечном счёте снижает урожайность. Траектория движения солнца, а также поворот фотовольтаических панелей в некоторых системах перераспределяют радиацию в течение дня, обеспечивая культурам свет, необходимый для фотосинтеза, роста и урожайности. Команда Феррары обнаружила, что культуры с низкой теневыносливостью могут демонстрировать более выраженное снижение продуктивности, поэтому перед внедрением системы необходима тщательная оценка. Исследователи анализируют, как количество, время и продолжительность затенения взаимодействуют с физиологией и урожайностью культур.

Обе пилотные площадки предназначены для накопления данных по различным культурам и конфигурациям систем. Феррара считает, что не существует единой конструкции агрофотовольтаической системы, подходящей для всех культур или мест; объединение знаний из разных областей помогает рассматривать систему с разных сторон и выявлять её положительные и отрицательные аспекты. Он также подчёркивает, что только многостороннее сотрудничество позволяет получить комплексные полевые данные, а не сосредотачиваться лишь на потенциальных выгодах технологии. «Исследования не должны быть маркетингом, — говорит он, — они должны предоставлять полезную информацию для лиц, принимающих решения».

Феррара считает подобные исследования особенно важными для регионов со средиземноморским климатом, где высокие температуры и интенсивная солнечная радиация часто совпадают с периодами дефицита воды. Взаимодействие между производством энергии и сельским хозяйством необходимо оценивать отдельно для каждого места: выбор культуры — лишь часть уравнения; конфигурация системы также должна обеспечивать культурам достаточный уровень радиации для поддержания приемлемого уровня продуктивности. Он выступает за продолжение полевых испытаний вместо опоры на предвзятые суждения. «Сельское хозяйство быстро меняется, особенно в отношении адаптации к засухе, — говорит он, — агрофотовольтаика может стать ещё одним возможным путём, по крайней мере в определённых климатических условиях». Проводимые в настоящее время измерения в Латерце и Скалее призваны предоставить данные о том, при каких условиях этот потенциал может быть реализован и как следует проектировать агрофотовольтаические системы для баланса между выработкой электроэнергии и сельскохозяйственным производством.