Forrás:cleanenergyeconomymn.org
Az Agrivoltaics a napenergia-termelés újszerű megközelítése, amely magában foglalja a napelemek és a mezőgazdasági gyakorlatok, például növénytermesztés, legeltetés vagy beporzó élőhelyek kombinációját ugyanazon a területen. A napelemek más földhasználattal való integrálásával az agrivoltaics célja a földhatékonyság és az erőforrás-felhasználás maximalizálása. A napelemek tiszta energiatermelést biztosítanak, miközben olyan előnyöket kínálnak, mint az árnyék, a csökkentett vízpárolgás és a hőmérséklet mérséklése a termesztett növények vagy állatok számára.
Ez az innovatív megközelítés egyaránt támogatja az élelmiszer- vagy biomassza-termelést és a tiszta energiatermelést, elősegítve a mezőgazdaság és a napenergia közötti szimbiotikus kapcsolatot, amely növeli a föld termelékenységét, és hozzájárul egy rugalmasabb és jövedelmezőbb jövőhöz.
Az Agrivoltaics abban különbözik a többi napenergia-konstrukciótól, hogy a napelemek alatti és körüli földterületet más célra hasznosítják. Ez az egyedülálló funkció számos előnnyel jár:
Területoptimalizálás: Az Agrivoltaics lehetővé teszi a föld produktív felhasználását a napenergia-termelés és a mezőgazdasági tevékenység kombinálásával. Lehetővé teszi a gazdálkodók számára, hogy tiszta energiát állítsanak elő, miközben ugyanazt a területet használják növénytermesztésre vagy állattenyésztésre, maximalizálva a föld hatékonyságát és termelékenységét.
Megnövekedett terméshozam: A növények feletti napelemek árnyékot adnak, csökkentve a túlzott hőt és a párolgást. Ez az árnyékoló hatás segít olyan mikroklímát létrehozni, amely mérsékli a szélsőséges hőmérséklet-ingadozásokat és a vízveszteséget, ami javítja a terméshozamot és csökkenti a vízigényt.
Fokozott erőforrás-hatékonyság: A napelemek és a növények együttélése elősegíti az erőforrás-hatékonyságot. A panelek felfogják a napenergiát az áramtermeléshez, míg az árnyékoló hatás csökkenti az öntözés szükségességét és vizet takarít meg.
Jövedelem diverzifikálása: Az Agrivoltaics további bevételi forrásokat kínálhat a gazdálkodóknak azáltal, hogy lehetővé teszi számukra, hogy mezőgazdasági termékeik mellett tiszta energiát termeljenek és értékesítsenek. A bevételi források ilyen diverzifikációja hozzájárulhat a gazdálkodási műveletek gazdasági életképességéhez és rugalmasságához.
Az agrárvoltaikus rendszerek egyik fő kihívása, hogy az agrárvoltaikus rendszerek kezdeti költsége költséges lehet, mivel gyakran bonyolultabb rendszertervezésűek, mint a hagyományos napelemek, és szerkezeti módosításokat igényelhetnek a kettős földhasználat lehetővé tétele érdekében. A hosszú távú költségmegtakarítás ellenére a berendezések és az építkezés magas költségekkel járhat a hagyományos mezőgazdasághoz vagy az önálló napelemes berendezésekhez képest. A pénzügyi akadályok hátráltathatják a széles körben elterjedt alkalmazást, különösen a kistermelők vagy a szűkös erőforrásokkal rendelkező régiókban.
Egy másik kihívás, mint sok korai fázisú technológia esetében, annak biztosítása, hogy a gazdálkodók hozzáférjenek a képzéshez, a technikai segítségnyújtáshoz és az oktatási forrásokhoz, elengedhetetlen a gazdálkodók, a mezőgazdasági rendszerek tervezői és a döntéshozók számára ahhoz, hogy teljes mértékben megértsék az agrárvoltaikus projektek megvalósításával kapcsolatos lehetséges előnyöket és leküzdjék a kihívásokat. Az agrárvoltaikus energia iránti érdeklődés növekszik, ezért a jövőben döntő fontosságú, hogy a gazdálkodók rendelkezzenek az agrárvoltaikus rendszerek megvalósításához szükséges erőforrásokkal.
Az agrárvoltaikus rendszerek telepítéséhez olyan mezőgazdasági területeket kell találni, amelyek mind a napelemes farmok, mind a gazdálkodási műveletek számára megfelelőek, ugyanakkor le kell küzdeni az átviteli és hálózati csatlakozási korlátokat, és vonzzák a működésük innovációja iránt érdeklődő gazdálkodókat. Mindhárom feltétel teljesítése kihívást jelenthet.
Jelenleg Minnesota-szerte több mezőgazdasági projekt is folyik, de a technológia még mindig kialakulóban van. Minnesotában minden létező projekt beporzó élőhelyekkel, legeltetéssel vagy a kettő keverékével foglalkozik.
A beporzóbarát mezőgazdasági rendszerekben nektárt vagy pollent termelő cserjék, fű és virágok találhatók, amelyek vonzzák a beporzókat, például a méheket és a pillangókat a napelemek alatt és körül. Ezek a projektek javíthatják a közeli mezőgazdasági növények beporzási szolgáltatásait. A jobb beporzás növelheti a terméshozamot, javíthatja a gyümölcs minőségét és fokozhatja a vetőmagtermelést, ami a gazdálkodók javára válik. Ezenkívül a beporzó élőhelyeket létrehozó szoláris berendezések idővel megtakarításokat eredményezhetnek a működési és karbantartási költségeken, mivel a beporzók az ökoszisztéma egészsége szempontjából előnyösek. A legtöbb létező beporzóbarát mezőgazdasági rendszer Minnesotában az állam déli felében található.
A minnesotai székhelyű Connexus Energy felkarolja a beporzóbarát mezőgazdasági elemeket. A cég által közzétett cikk leírja a Prairie Restorations-szel való együttműködésüket, amelynek révén egy beporzóbarát virágzó rétet terveztek a kampusz napelemsora alá. Azóta a Connexus minden napenergia-projektjében a földgazdálkodást helyezi előtérbe, amelyek immár több mint 120 hektáron terülnek el, és több mint 15 millió őshonos és beporzóbarát növényt termesztenek.
Jelenleg számos tanulmány folyik a beporzóbarát mezőgazdasági rendszerek előnyeinek jobb megértésére, köztük egy minnesotai tanulmány is. A Department of Energy Innovative Solar Practices Integrated with Rural Economies and Ecosystems (InSPIRE) projektje a beporzóbarát agrovoltaikus anyagokkal kapcsolatos kutatásokat végez Anoka megyében és Atwaterben. Az állam kormánya is támogatta a beporzóbarát mezőgazdasági növényeket.
2022-ben Minnesota létrehozta a Habitat Friendly Solar Programot, amely technikai erőforrásokon és projektértékelési űrlapokon keresztül támogatja a beporzóbarát napenergia-projektek létrehozását.
A legeltetési mezőgazdasági projektek kombinálják a napenergia-termelést az állatállomány legeltetésével a napelemek alatt vagy között. A legeltetés és a napenergia-termelés integrálása további bevételi forrásokat jelenthet a gazdálkodók számára. A földek legeltetésére történő hasznosításával a gazdálkodók diverzifikálhatják mezőgazdasági tevékenységeiket, miközben bevételhez jutnak a napenergia-termelésből. Az irányított legeltetésnek a talaj egészségére gyakorolt előnyei hosszú távú költségmegtakarítást is eredményezhetnek a gazdálkodók számára. Az InSPIRE jelenleg Chisago-ban kutatja a legelő mezőgazdasági elemeket. Az Élőhelybarát Napelem Program támogatást nyújt a legeltetési projektekhez is.
Noha Minnesota-szerte már számos beporzó élőhely és legelő mezőgazdasági létesítmény található, még nincs növénytermelő agrárvoltaikus projekt. Minnesota mezőgazdasági területeinek több mint 70%-át kukorica és szójabab termesztésére használják. Az Agrivoltaics csak árnyéktűrő növényekkel, például leveles zöldségekkel kompatibilis, a kukorica és a szójabab pedig teljes napfényt igényel a virágzáshoz. A kutatók országszerte azon dolgoznak, hogy megértsék, milyen terménytípusok kompatibilisek a leginkább az agrovoltaikus növényekkel, mely helyeken. Azt is vizsgálják, hogy mely helyek és körülmények a legalkalmasabbak a beporzóbarát rendszerekre, a legeltetésre és a növénytermesztésre.
Az Agrivoltaics nagy potenciállal rendelkezik a következetes növekedésre az elkövetkező években. Ami a napenergiával és a földhasználattal kapcsolatos aggodalmakat illeti, az agrovoltaics megoldást kínál a többföldhasználatra. A következők segítenék a mezőgazdasági elektromosság növekedését Minnesotában:
Szakpolitika és szabályozási keret: Az agrárvoltaikus anyagokat támogató politikák elősegítenék a növekedés felgyorsítását. Ez magában foglalhat pénzügyi ösztönzőket, adókedvezményeket vagy támogatásokat azon gazdálkodók és napelem-fejlesztők számára, akik agrárvoltaikus rendszereket alkalmaznak.
Kutatási és demonstrációs projektek: Minnesota éghajlatára, mezőgazdasági gyakorlataira és terményfajtáira vonatkozó kutatási és demonstrációs projektek lebonyolítása segíthet a minnesotai mezőgazdasági fűtőelemek megvalósíthatóságának és előnyeinek érvényesítésében.
Gazdálkodók és közösségek oktatása és tájékoztatása: Alapvető fontosságú a gazdálkodók oktatása az agrárvoltaikus energia lehetséges előnyeiről és kihívásairól. Tájékoztató, workshopok és képzési programok szervezhetők, hogy a gazdálkodók megkapják a szükséges ismereteket ahhoz, hogy eldöntsék, szeretnének-e agrárvoltaikát megvalósítani. Ezen túlmenően a helyi közösségek bevonása és az agrárvoltaikus energia előnyeinek tudatosítása elősegítheti ezeknek a projekteknek az állami támogatását.
Együttműködés és partnerségek: A különböző érdekelt felek közötti együttműködés kulcsfontosságú a mezőgazdasági energiatermelés növekedéséhez Minnesotában. Ez magában foglalja a napelem-fejlesztők, mezőgazdasági szervezetek, kutatóintézetek és kormányzati ügynökségek közötti partnerségeket. A tudás, a szakértelem és az erőforrások megosztása felgyorsíthatja az agrárvoltaikus projektek megvalósítását.
A szövetségi döntéshozók kétpárti erőfeszítéseket tesznek a mezőgazdasági energia fellendítése érdekében országszerte. A Jeff Merkley (D-Oregon) és Cory Booker (D-New Jersey) szenátorok által javasolt Pollinator Power Act célja, hogy előnyben részesítse azokat a napenergia-projekteket, amelyek élőhelyet teremtenek a beporzóknak. Az agrárvoltaikus kutatási és demonstrációs törvény, amelyet Martin Heinrich (D-New Mexico) és Mike Braun (R-Indiana) szenátor terjesztett elő, négy év alatt 75 millió dollárt kíván elkülöníteni a mezőgazdasággal kapcsolatos kutatási és demonstrációs projektekre. A Canary Media szerint ezeknek a törvényjavaslatoknak az a célja, hogy eloszlassák a mezőgazdasági területek napenergiával foglalkozó gazdaságok számára való elvesztésével kapcsolatos aggodalmakat, miközben támogatják a gazdálkodókat és előmozdítják az éghajlati célok elérését. A törvényjavaslatok finanszírozást biztosítanának a kutatáshoz, és hozzájárulnának a tudásbeli hiányosságok pótlásához, hogy meghatározzák a mezőgazdasági fűtőelemek életképességét a különböző régiókban és különböző haszonnövényekkel vagy haszonállatokkal.
Ahogy az agrárvoltaika lendületet vesz, új lehetőségeket teremt a mezőgazdasági és energiaágazatban, és olyan utat kínál, amely harmonizálja az élelmiszertermelést és a tiszta energiatermelést. A folyamatban lévő kutatások, a támogató politikák és az együttműködési erőfeszítések révén az agrivoltaics készen áll a folyamatos növekedés fenntartására a következő években Minnesotában és azon túl is.
