Italská výzkumná skupina posoudila výhody kombinace solární výroby energie ve sklenících s vertikálním zemědělstvím. Vědci tvrdí, že tento nový přístup nabízí lepší využití půdy a zároveň zvyšuje zemědělský výnos.
Vědci z Polytechnické univerzity v Marche v Itálii navrhli spojit výhody vertikálního zemědělství s výrobou solární energie z fotovoltaických skleníků. A to vše ve snaze zvýšit využití půdy.
Definovali solární skleníky jako „uzavřenou agrovoltaiku (CA)“. Což by byla forma agrovoltaického projektu, ve kterém je výroba elektřiny a potravin prováděna v chráněném prostředí.
„Všechny běžné zahradnické plodiny rostou s nulovými nebo omezenými ztrátami na výnosu, když je procento projekce fotovoltaických panelů na střechu do plochy skleníku (poměr pokrytí fotovoltaiky) nižší než 20 %,“ upřesnili vědci. „Navrhujeme alternativní přístup ke zvýšení udržitelnosti zemědělství v CA s experimentální integrací technologie vertikálních farem (VF). Ta se vyznačuje výnosy světlem a účinností využívání zdrojů, které jsou trvale vyšší než u konvenčních skleníků.
Zdůraznili také, že vertikální zemědělství využívá diody emitující světlo (LED) k dosažení vysoké účinnosti fotosyntetického využití a celoroční výroby v závodech. Přičemž poznamenali, že fotovoltaika je perfektním řešením pro snížení dopadu vysoké spotřeby energie LED na projekt.
Výhody kombinace solární výroby energie ve sklenících
Italská skupina se snažila posoudit zejména produktivitu půdy, fotovoltaickou plochu a elektřinu vyžadovanou experimentálním systémem VFCA s poměrem pokrytí 100 %. „Výnos byl kvantifikován u odrůd zeleného a červeného baby-listového salátu. A to za použití čtyř světelných ošetření, vyjádřených jako Daily Light Integral (DLI) a porovnán s kontrolním CA,“ vysvětlil.
Testovali tento přístup na experimentálním 40,48 kW VFCA umístěném v obci Villaperuccio, Sardinie, Itálie. Systém funguje od roku 2012 a prodává energii do sítě za výkupní cenu 9,23 Kč/kWh. Každá police používaná pro vertikální zemědělství má výšku 40 cm a osm LED stmívatelných lamp, z nichž každá má jmenovitý výkon 22 W.
Skleník hostí čtyři odrůdy baby-listového salátu pěstované při čtyřech různých světelných úpravách.
Prostřednictvím své analýzy akademici zjistili, že systém VFCA poskytne o 13 % vyšší zemědělský výnos ve srovnání s konvenčním systémem CA. Přičemž emise CO2 klesly o více než 12 %.
„Případová studie kvantifikovala vysokou spotřebu půdy při této přeměně. Přičemž plocha CA byla 5,4 až 13,9 krát vyšší než plocha VF. Proto, aby se dosáhlo energetické soběstačnosti a zamezilo se souvisejícím emisím CO2. Což znamená, že pouze 7–18 % oblast CA lze znovu přeměnit na vertikální zemědělství,“ zdůraznili.
Jejich zjištění byla prezentována ve studii „Zvýšení zemědělské udržitelnosti uzavřených agrovoltaických systémů s integrací vertikálního zemědělství: Případová studie o baby-leaf salátu“. Ta se publikovala v Applied Energy. „Tato studie přispěla k identifikaci hlavních konstrukčních prvků pro přeměnu stávajících a nedostatečně využívaných CA na udržitelné a efektivní smíšené agrosystémy,“ uzavřeli výzkumníci.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
