Vědci z Íránu zkoumali provoz skutečného skleníku na solární pohon v provincii Alborz a zjistili, že pouze 4 % střechy skleníku musí být pokryto při požití fotovoltaickými moduly. A to proto, aby se uspokojila poptávka po osvětlení a čerpání vody. Výzkumná skupina z íránské univerzity v Teheránu provedla studii proveditelnosti pro použití FV systémů v komerčních hydroponických sklenících po celé zemi.
Jejich práce spočívala ve výpočtu celkového energetického příkonu jahodového skleníku v případové studii. Ta v současnosti běží na zemní plyn a elektřinu, a poté v simulaci plochy, kterou potřebuje fotovoltaický systém, aby zcela nahradil elektřinu ze sítě.
„Tato studie si klade za cíl posoudit energetické a environmentální aspekty a také praktičnost využití fotovoltaických článků ke splnění energetických požadavků komerčního hydroponického skleníku v provincii Alborz,“ uvedli vědci. ,,Data byla shromážděna z 3 000 m2 jahodového hydroponického skleníku prostřednictvím návštěv na místě, průzkumů a měření.“
Alborz se nachází v severním Íránu a má průměrnou roční teplotu 14,1 °C a roční srážky 252 mm. Na základě oficiálních údajů od roku 2000 do roku 2021 je průměrná denní celková radiace asi 10,9 MJ m2. Přičemž v červnu dosáhla maxima asi 29 MJ m2 a minima asi 9 MJ m2 v prosinci.
Při výpočtu energetického vstupu výzkumníci zahrnuli parametry, jako je lidská práce, vybavení a hnojiva, spolu se spotřebou zemního plynu a elektřiny. Na základě toho zjistili, že za celý rok byl celkový energetický příkon 228 000 MJ na hektar.
Použití FV systémů v komerčních hydroponických sklenících
„Výsledky ukázaly, že spotřeba vstupní energie je nejvyšší u zemního plynu, který tvoří 68 % celkové vstupní energie. Procento elektrické energie bylo asi 20 % spotřebované energie,“ uvedli. „Celková spotřeba elektřiny ve studovaném skleníku je 44 250 kWh (159 300 MJ).“
Pro svou analýzu se akademici snažili nahradit pouze elektřinu ze sítě, která se používá hlavně pro čerpání vody a osvětlení. Ve své softwarové simulaci navrhli jižně orientovaný FV systém instalovaný na střeše skleníku s panely instalovanými ve sklonu 35 stupňů. Koeficient odrazivosti země se předpokládal 0,3.
„Fotovoltaický systém se považoval za připojený k síti, který má maximální účinnost panelu 18 % a účinnost střídače a distribučních kabelů je 96 %,“ vysvětlila dále skupina.
„Výsledky ukázaly, že na metr čtvereční plochy panelu lze ročně přijmout 7 736 MJ sluneční energie. K výrobě tohoto množství elektřiny je tedy potřeba přibližně 120 m2 plochy panelu. Tento panelový povrch představuje zhruba 4 % plochy střechy skleníku a může do skleníku dodávat obnovitelnou solární elektřinu. A to aniž by výrazně snížil úroveň osvětlení pro rostliny uvnitř,“ zjistili.
Při výpočtu dopadu nahrazení elektřiny připojené k síti místně vyráběnou FV energie skupina také zjistila, že se tím snížily nepříznivé dopady neobnovitelných zdrojů energie na životní prostředí. Zjistili, že snížilo poškození indexu lidského zdraví o 7 % a poškození indexu ekosystému o 15 %.
Jejich zjištění se prezentovala ve „Studii proveditelnosti použití fotovoltaických článků pro komerční hydroponický skleník: Energetická analýza a posouzení životního cyklu“. Ta se publikovala na e-Prime – Pokroky v elektrotechnice, elektronice a energetice.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
