Zdroj:cleanenergyeconomymn.org
Agrivoltaika je nově vznikající přístup k výrobě solární energie, který zahrnuje kombinaci solárních panelů se zemědělskými postupy, jako je produkce plodin, pastviny nebo stanoviště opylovačů na stejné půdě. Integrací solárních panelů s jiným využitím půdy se agrovoltaika snaží maximalizovat efektivitu půdy a využití zdrojů. Solární panely poskytují čistou výrobu energie a zároveň nabízejí výhody, jako je stín, snížené odpařování vody a zmírnění teploty pro pěstované rostliny nebo zvířata.
Tento inovativní přístup podporuje produkci potravin nebo biomasy a výrobu čisté energie, podporuje symbiotický vztah mezi zemědělstvím a solární energií, který zvyšuje produktivitu půdy a přispívá k odolnější a ziskovější budoucnosti.
Agrivoltaika se liší od jiných návrhů solární energie v tom, že půda pod a kolem solárních panelů je využívána k jinému účelu. Tato jedinečná funkce poskytuje několik výhod:
Optimalizace půdy: Agrivoltaika umožňuje produktivní využití půdy kombinací výroby solární energie se zemědělskými činnostmi. Umožňuje zemědělcům vyrábět čistou energii a zároveň využívat stejnou půdu pro pěstování plodin nebo pastvu dobytka, což maximalizuje efektivitu půdy a produktivitu.
Zvýšené výnosy plodin: Přítomnost solárních panelů nad plodinami poskytuje stín, snižuje nadměrné teplo a odpařování. Tento stínící efekt pomáhá vytvářet mikroklima, které dokáže zmírnit extrémní výkyvy teplot a ztrátu vody, což vede ke zlepšení výnosů plodin a snížení požadavků na vodu.
Zvýšená účinnost zdrojů: Koexistence solárních panelů a plodin podporuje účinnost zdrojů. Panely zachycují sluneční energii pro výrobu elektřiny, zatímco stínící efekt snižuje potřebu zavlažování a šetří vodu.
Diverzifikace příjmů: Agrovoltaika může farmářům nabídnout dodatečné zdroje příjmů tím, že jim umožní vyrábět a prodávat čistou energii vedle svých zemědělských produktů. Tato diverzifikace zdrojů příjmů může přispět k ekonomické životaschopnosti a odolnosti zemědělských činností.
Jedním z hlavních problémů agrovoltaiky je to, že počáteční náklady na agrovoltaické systémy mohou být nákladné, protože mají často složitější návrhy systémů než tradiční solární panely a mohou vyžadovat strukturální úpravy, aby bylo možné dvojí využití půdy. Navzdory dlouhodobým úsporám nákladů mohou mít zařízení a konstrukce vysoké náklady ve srovnání s tradičním zemědělstvím nebo samostatnými solárními instalacemi. Finanční překážky mohou bránit širokému přijetí, zejména u malých zemědělců nebo regionů s omezenými zdroji.
Další výzvou, stejně jako u mnoha technologií v rané fázi, je zajistit zemědělcům přístup ke školení, technické pomoci a vzdělávacím zdrojům, což je zásadní pro zemědělce, projektanty agrovoltaických systémů a tvůrce politik, aby plně pochopili potenciální přínosy a překonali výzvy spojené s implementací agrovoltaických projektů. Zájem o agrovoltaiku roste, takže v budoucnu bude zásadní zajistit, aby zemědělci měli zdroje, které potřebují k implementaci agrovoltaických systémů.
Instalace agrovoltaických systémů vyžaduje nalezení zemědělské půdy, která je vhodná jak pro solární farmy, tak pro zemědělské provozy, a zároveň překonává omezení přenosu a připojení k síti a přitahuje zemědělce se zájmem o inovaci svých provozů. Splnění všech tří podmínek může být problém.
V současné době existuje v Minnesotě několik agrovoltaických projektů, ale tato technologie se stále objevuje. Všechny stávající projekty v Minnesotě zahrnují stanoviště opylovačů, pastvu nebo kombinaci obojího.
Agrovoltaické systémy šetrné k opylovačům mají pod solárními panely a kolem nich keře, trávy a květiny produkující nektar nebo pyl, které přitahují opylovače, jako jsou včely a motýli. Tyto projekty mohou zlepšit opylovací služby pro blízké zemědělské plodiny. Zlepšené opylení může zvýšit výnosy plodin, zlepšit kvalitu ovoce a zvýšit produkci semen, což přináší prospěch zemědělcům. Kromě toho solární zařízení, která vytvářejí stanoviště opylovačů, mohou v průběhu času vést k úsporám nákladů na provoz a údržbu díky výhodám, které opylovači vytvářejí pro zdraví ekosystému. Většina stávajících agrovoltaických systémů šetrných k opylovačům v Minnesotě se nachází v jižní polovině státu.
Connexus Energy se sídlem v Minnesotě přijímá agrovoltaiku přátelskou k opylovačům. Článek zveřejněný společností popisuje jejich partnerství s Prairie Restorations, prostřednictvím kterého navrhli kvetoucí louku přátelskou k opylovačům pod solárním polem v jejím areálu. Od té doby Connexus upřednostňuje hospodaření s půdou u všech svých solárních projektů, které nyní pokrývají více než 120 akrů a pěstují více než 15 milionů původních rostlin a rostlin přátelských k opylování.
V současné době se provádí mnoho studií s cílem lépe pochopit rozsah výhod agrovoltaických systémů šetrných k opylovačům, včetně jedné v Minnesotě. Projekt Oddělení pro inovativní solární postupy integrované s venkovskými ekonomikami a ekosystémy (InSPIRE) provádí výzkum agrovoltaiky šetrné k opylovačům v okrese Anoka a Atwater. Státní vláda také projevila podporu agrovoltaice příznivé pro opylovače.
V roce 2022 Minnesota založila Habitat Friendly Solar Program, který podporuje vytváření solárních projektů šetrných k opylovačům prostřednictvím technických zdrojů a formulářů pro hodnocení projektů.
Agrovolatické projekty na pastvě kombinují výrobu solární energie s pastvou dobytka pod solárními panely nebo mezi nimi. Integrace pastvy s výrobou solární energie může zemědělcům poskytnout další zdroje příjmů. Využitím půdy pro pastvu hospodářských zvířat mohou zemědělci diverzifikovat své zemědělské aktivity a zároveň generovat příjmy z výroby solární energie. Výhody, které má řízená pastva pro zdraví půdy, mohou také vytvořit dlouhodobé úspory nákladů pro zemědělce. InSPIRE v současné době zkoumá pastevní agrovoltaiku v Chisago. Program Habitat Friendly Solar Program také poskytuje podporu projektům pastvy.
Zatímco v Minnesotě již existuje mnoho opylovačů a pastevních agrovoltaických zařízení, žádné zemědělské projekty produkující plodiny zatím neexistují. Více než 70 % zemědělské půdy v Minnesotě se využívá k produkci kukuřice a sóji. Agrivoltaics je kompatibilní pouze s plodinami odolnými vůči stínu, jako je listová zeleň a kukuřice a sója vyžadují plné sluneční světlo, aby prospívaly. Vědci z celé země pracují na tom, aby pochopili, jaké druhy plodin jsou nejvíce kompatibilní s agrovoltaikou na kterých místech. Zkoumají také, která místa a podmínky jsou nejvhodnější pro systémy šetrné k opylovačům, pastvu a produkci plodin.
Agrivoltaika má velký potenciál k trvalému růstu v následujících letech. Pokud jde o solární energii a využití půdy, agrovoltaika nabízí řešení multi-land use. Následující by pomohlo růstu agrovoltaiky v Minnesotě:
Politický a regulační rámec: Politiky podporující agrovoltaiku by pomohly urychlit její růst. To může zahrnovat finanční pobídky, daňové úlevy nebo granty pro zemědělce a solární vývojáře, kteří přijmou agrovoltaické systémy.
Výzkumné a demonstrační projekty: Provádění výzkumných a demonstračních projektů specifických pro klima, zemědělské postupy a odrůdy plodin v Minnesotě může pomoci ověřit proveditelnost a přínosy agrovoltaiky v Minnesotě.
Vzdělávání a informování zemědělců a komunit: Vzdělávání zemědělců o potenciálních výhodách a výzvách agrovoltaiky je zásadní. Lze organizovat osvětové akce, workshopy a školicí programy, které zemědělcům poskytnou potřebné znalosti, aby se mohli rozhodnout, zda chtějí zavést agrovoltaiku. Navíc zapojení místních komunit a zvyšování povědomí o výhodách agrovoltaiky může pomoci vybudovat veřejnou podporu pro tyto projekty.
Spolupráce a partnerství: Spolupráce mezi různými zúčastněnými stranami je zásadní pro růst agrovoltaiky v Minnesotě. To zahrnuje partnerství mezi solárními vývojáři, zemědělskými organizacemi, výzkumnými institucemi a vládními agenturami. Sdílení znalostí, odborných znalostí a zdrojů může urychlit realizaci agrovoltaických projektů.
Federální politici se zapojují do dvoustranného úsilí o podporu agrovoltaiky v celé zemi. Zákon o síle opylovačů, navržený senátory Jeffem Merkleym (D-Oregon) a Cory Bookerem (D-New Jersey), má za cíl upřednostňovat solární projekty, které vytvářejí stanoviště pro opylovače. Agrivoltaics Research and Demonstration Act, předložený senátory Martinem Heinrichem (D-Nové Mexiko) a Mikem Braunem (R-Indiana), usiluje o přidělení 75 milionů dolarů během čtyř let na výzkumné a demonstrační projekty související s agrovoltaikou. Podle Canary Media mají tyto návrhy zákonů řešit obavy ze ztráty zemědělské půdy pro solární farmy a zároveň podporovat zemědělce a prosazovat cíle v oblasti klimatu. Návrhy zákonů by poskytly financování výzkumu a pomohly zaplnit mezery ve znalostech, aby bylo možné určit životaschopnost agrovoltaiky v různých regionech as různými plodinami nebo hospodářskými zvířaty.
Jak agrovoltaika získá na síle, vytvoří nové příležitosti v zemědělství a energetice a nabídne cestu, která harmonizuje produkci potravin a výrobu čisté energie. S pokračujícím výzkumem, podpůrnými politikami a společným úsilím je agrovoltaika připravena k udržení stabilního růstu v nadcházejících letech v Minnesotě i mimo ni.