Výzkumníci provedli terénní studii ve dvou vegetačních obdobích. A pěstovali tak různé druhy zeleniny ve třech typech modulů se 40 %, 5 % a 0 % průhledností. Jejich práce je prvním replikovaným výzkumným experimentem, který hodnotí vliv poloprůhlednosti modulů v prostředí zavlažované zeleniny.
Vědci z Colorado State University provedli terénní výzkum růstu rostlinných plodin umístěných pod fotovoltaickými moduly s různou průhledností. Zelenina se pěstuje pod tenkým filmem, poloprůhlednými moduly teluridu kadmia (St-CdTe) s průhledností 40 %, bifaciálními moduly monokrystalického křemíku (BF-Si) s průhledností 5 %. A taky s neprůhledným modulem polykrystalického křemíku (O-Si) s průhledností 0 %.
,,Polotransparentní FV (STPV) modulová technologie se ukázala jako potenciální řešení pro zmírnění negativních účinků hustého stínu v ořezových systémech. A to při zachování vysoké hustoty modulů,“ uvedli akademici. ,,Pokud je nám známo, toto je první replikovaný výzkumný experiment, který hodnotí typy vlivu poloprůhlednosti modulů. A to v prostředí zavlažované zeleniny.“
Dvě vegetační období pro terénní studii
Experiment probíhal ve dvou vegetačních obdobích, 2020 a 2021. Místo studie se nacházelo ve Fort Collins, Colorado, USA, na poli určeném pro výzkum. Celkově se testoval růst šesti druhů zeleniny. A to paprička jalapeňo, paprika, hlávkový salát, letní dýně, tasmánská čokoládová rajčata a rajčata červená racer.
„Na celém pozemku byly tři osázené řady zeleniny – severní, střední a jižní,“ vysvětlila skupina. „Hlávkový salát, papriky a rajčata se vysázely ve dvou odsazených podřádcích na 0,9 m záhonech pokrytých černým plastovým mulčem v severní a jižní řadě. Tykve se po oba roky vysázely výhradně ve střední řadě s roztečí 1,2 m od středu.“
Pokud jde o fotovoltaické moduly, vědci použili tři od každého typu. Byly instalovány v nastavené poloze 35 stupňů směrem na jih, se spodní hranou modulů 1 220 mm nad zemí a zadní částí ve výšce 2 360 mm. Moduly ST-CdTe měly jmenovitý výkon 57 W, BF-Si měl 360 W a O-Si měl 325 W.
„Každý z 12 dílčích ploch plodin, včetně fotovoltaických polí a kontrolních ploch, zabíral šířku 4,3 m, s rozestupem 4,3 m mezi sousedními dílčími plochami,“ uvedli vědci. „Vzhledem k jednopólové konfiguraci se stín vrhaný z modulů během dne pohyboval. Díky tomu plodiny dostávaly přímé slunce brzy a pozdě během dne. A to s maximálním stínem během špiček dne a bezprostředně pod moduly.“
Výzkumný experiment hodnotící vliv poloprůhlednosti FV modulů
Podle výsledků vykazovala dýně letní u všech tří typů modulů výrazně nižší výnosy než kontrolní graf. A to bez ohledu na typ průhlednosti modulu. Zatímco na kontrolním pozemku, za podmínek plného slunce, dýně vynesla 5,1 kg na rostlinu, vyrostla o 3,2 kg ve scénáři BF-Si, 3,2 kg ve scénáři O-Si a 4,1 kg ve scénáři ST-CdTe.
Ostatní zelenina měla stejné nebo vyšší průměrné výnosy jako kontrola při ošetření 40 % transparentním ST-CdTe. Ovšem bez statisticky významných rozdílů. Papričky jalapeňo dávaly 155 g na rostlinu na plném slunci, 161 g na BF-Si, 155 g na O-Si a 162 g na ST-CdTe. Zatímco paprika dávala 295 g na rostlinu na plném slunci, 294 g v BF-Si, 278 g v O-Si a 346 g v ST-CdTe.
Hmotnost salátu na hlavu byla 105 g na plném slunci, 126 g u BF-Si, 111 g u O-Si a 129 g u ST-CdTe. Tasmánská čokoládová rajčata měla v průměru 926 g na rostlinu na plném slunci. 1 060 g v BFSi, 1 069 g v O-Si a 1 278 g v ST-CdTe. A konečně, červená racer rajčata měla 867 g na rostlinu na plném slunci, 733 g v BF-Si, 903 g v O-Si a 962 g v ST-CdTe.
„Optimalizace agro-PV pole s poloprůhlednými fotovoltaickými moduly by mohla zvýšit zemědělskou produkci zeleniny. A zároveň zachovat přidanou ochranu nabitého krytu v tradičních systémech APV,“ uzavřeli výzkumníci. ,,Je zapotřebí více výzkumu. Zejména proto, abychom lépe porozuměli ekonomickým kompromisům mezi zvýšenou transparentností modulů. A to ve srovnání s produkcí zeleninových plodin. A zároveň vzali v úvahu zvýšený energetický výnos z modulové bifaciality.“
Jejich zjištění se prezentovala v publikaci „Růst rostlinných plodin pod fotovoltaickými (PV) moduly s různými průhlednostmi“, publikované v Heliyon.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
