Η εξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα παραμένει σημαντική στην παραγωγή ενέργειας, παρά τις μεγάλες προσπάθειες για μετάβαση στις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ).
Σε αυτό το πλαίσιο, η στροφή προς τις ΑΠΕ είναι αναγκαία, ωστόσο η εφαρμογή τους απαιτεί προσεκτικό σχεδιασμό, ώστε να διασφαλιστεί ότι δεν θα ανταγωνίζονται τη γεωργική παραγωγή και τη χρήση της γης.
Καθώς οι περιοχές που είναι κατάλληλες για φωτοβολταϊκά συχνά συμπίπτουν με καλλιεργήσιμες εκτάσεις, ο ανταγωνισμός για τη γη αποτελεί πλέον υπαρκτό ζήτημα.
Τα αγροβολταϊκά συστήματα αναδύονται ως μια καινοτόμος λύση, συνδυάζοντας την παραγωγή καθαρής ενέργειας με τη γεωργία και την κτηνοτροφία στον ίδιο χώρο.
Αυτά τα συστήματα επιτρέπουν την ταυτόχρονη παραγωγή πράσινης ενέργειας και την συνέχιση γεωργικών δραστηριοτήτων, αξιοποιώντας την ίδια έκταση χωρίς να τίθεται σε κίνδυνο η γεωργική γη.
Η τεχνολογία αυτή, ήδη δημοφιλής σε χώρες όπως η Ιταλία και το Ηνωμένο Βασίλειο, αρχίζει να κερδίζει έδαφος και στην Ελλάδα, προσφέροντας μια βιώσιμη λύση για το μέλλον της γεωργίας και της πράσινης ενέργειας.
Τι είναι τα Αγροβολταϊκά Συστήματα;
Τα αγροβολταϊκά (ή αγροφωτοβολταϊκά) συστήματα είναι ενεργειακές διατάξεις που επιτρέπουν την ταυτόχρονη αξιοποίηση μιας γεωργικής έκτασης για την παραγωγή ηλιακής ενέργειας και την ανάπτυξη γεωργικών ή/και κτηνοτροφικών δραστηριοτήτων.
Σε αντίθεση με τα συμβατικά φωτοβολταϊκά πάρκα που καταλαμβάνουν εξ ολοκλήρου μια έκταση, τα αγροβολταϊκά σχεδιάζονται έτσι ώστε να επιτρέπουν τη διπλή χρήση της γης.
Η προσέγγιση αυτή στοχεύει στην αποφυγή του ανταγωνισμού μεταξύ ενεργειακής και αγροτικής χρήσης γης, ενισχύοντας παράλληλα την αποδοτικότητα και την πολυλειτουργικότητα των αγροτικών εκτάσεων.
Σχεδιαστικές Προκλήσεις
Σε σχέση με τα κλασικά φωτοβολταϊκά πάρκα, τα αγροβολταϊκά συστήματα απαιτούν συγκεκριμένες προσαρμογές ώστε να υποστηρίζονται αποτελεσματικά και οι γεωργικές δραστηριότητες.
Κρίσιμος είναι ο σχεδιασμός της διάταξης των πάνελ, με μειωμένη πυκνότητα και τοποθέτηση σε μεγαλύτερο ύψος, ώστε να διευκολύνεται η ανάπτυξη των καλλιεργειών και η διέλευση γεωργικών μηχανημάτων.
Οι αποστάσεις μεταξύ των πάνελ διαμορφώνονται ανάλογα με τις ανάγκες της κάθε καλλιέργειας, με συνήθη ύψη που φτάνουν έως και 5 μέτρα και αποστάσεις μεταξύ σειρών περίπου 4 μέτρων.
Η διάταξη προσαρμόζεται επίσης ανάλογα με την προτεραιότητα του έργου: εάν δίνεται έμφαση στην παραγωγή ενέργειας, τα πάνελ τοποθετούνται πιο πυκνά, ενώ αν στόχος είναι η ενίσχυση της καλλιέργειας, η τοποθέτηση γίνεται πιο αραιή.
Επιπλέον, η επιλογή καλλιεργειών που ευνοούνται από τη μερική σκίαση, όπως βατόμουρα, αμπέλια ή οπωροφόρα δέντρα, μπορεί να ενισχύσει τη συνολική αποδοτικότητα του συστήματος.
Ο σχεδιασμός, επομένως, καλείται να ισορροπήσει δυναμικά μεταξύ ενεργειακής απόδοσης και γεωργικής παραγωγικότητας, προσαρμοζόμενος στις ιδιαιτερότητες κάθε περιοχής και έργου.
Είδη Αγροβολταϊκών Συστημάτων & Προτεινόμενη Χρήση
Η τεχνολογία των αγροβολταϊκών συστημάτων περιλαμβάνει διάφορους τύπους εγκαταστάσεων, προσαρμοσμένους στις ανάγκες του κάθε τόπου και του είδους καλλιέργειας ή παραγωγής που συνδυάζεται με την παραγωγή ηλιακής ενέργειας.
Κάθε τύπος έχει πλεονεκτήματα και εξειδικευμένες εφαρμογές:
1. Επίγεια Φ/Β Πλαίσια
Αποτελούν την πιο διαδεδομένη μορφή φωτοβολταϊκών συστημάτων.
Τα πάνελ τοποθετούνται σε σειρές πάνω από το έδαφος, είτε με σταθερό προσανατολισμό είτε με δυνατότητα παρακολούθησης της τροχιάς του ήλιου (solar tracking).
Το ύψος τους είναι κατάλληλο για τη βόσκηση ζώων, όπως πρόβατα, αλλά και για την ανάπτυξη χαμηλής βλάστησης, ενισχύοντας τη βιοποικιλότητα.
Πρώιμες μελέτες δείχνουν πως κάτω από αυτά μπορούν να ευδοκιμήσουν φυτά με μικρότερες ρίζες και υψηλή φωτοσυνθετική απόδοση.
Μια εναλλακτική προσέγγιση στα επίγεια αγροβολταϊκά αποτελούν τα κάθετα φωτοβολταϊκά συστήματα.
Τα πάνελ τοποθετούνται κατακόρυφα, επιτρέποντας την καλλιέργεια στον ενδιάμεσο χώρο χωρίς την ανάγκη υπερυψωμένων κατασκευών για τη διέλευση γεωργικών μηχανημάτων.
Το κύριο πλεονέκτημά τους είναι η ομοιόμορφη κατανομή της ηλιακής ακτινοβολίας στο έδαφος, στοιχείο που τα καθιστά ιδιαίτερα κατάλληλα για μονοκαλλιέργειες.
2. Ανυψωμένα Φ/Β Πλαίσια
Σε αυτό το μοντέλο, τα πάνελ τοποθετούνται σε ύψος 2,5 έως και 5 μέτρων από το έδαφος, επιτρέποντας την καλλιέργεια ακόμα και ψηλών φυτών όπως οπωροφόρα δέντρα, αμπέλια και δημητριακά.
Η μεγαλύτερη απόσταση μεταξύ των πλαισίων επιτρέπει στο ηλιακό φως να φτάνει επαρκώς στις καλλιέργειες, ενώ η πρόσβαση σε γεωργικά μηχανήματα και η συγκομιδή διευκολύνονται.
Πρόκειται για μια λύση με ευρύ φάσμα εφαρμογών σε εντατικές καλλιέργειες.
3. Ηλιακά Θερμοκήπια
Τα ηλιακά θερμοκήπια ενσωματώνουν φωτοβολταϊκά πάνελ στην οροφή τους, καλύπτοντας μέρος ή και ολόκληρη την επιφάνεια.
Με τον τρόπο αυτό, το θερμοκήπιο μπορεί να καλύψει ενεργειακά τις ανάγκες του σε φωτισμό, άρδευση και θέρμανση, μειώνοντας την εξάρτηση από το δίκτυο.
Έρευνες του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια έδειξαν πως τα ηλιακά θερμοκήπια δεν επηρεάζουν αρνητικά την απόδοση ή την ποιότητα των καλλιεργειών.
4. Πλωτές Φ/Β Εγκαταστάσεις
Τα πλωτά φωτοβολταϊκά συστήματα αναπτύσσονται πάνω σε επιφάνειες νερού, όπως τεχνητές λίμνες ή δεξαμενές.
Παρέχουν διπλή χρήση του χώρου, καθώς μπορούν να συνδυαστούν με ιχθυοκαλλιέργειες ή άλλες υδατοκαλλιέργειες.
Αν και πρόκειται για πιο πρόσφατη τεχνολογία στον τομέα των αγροβολταϊκών, διεξάγονται έρευνες που υποδεικνύουν ότι η σκίαση από τα πάνελ μπορεί να μειώσει τη θερμοκρασία του νερού και να περιορίσει την εξάτμιση, προσφέροντας πιθανά οφέλη για τα ψάρια και τα υδάτινα οικοσυστήματα.
Τεχνολογίες και Σχεδιαστικές Παράμετροι στα Αγροβολταϊκά
Τα αγροβολταϊκά συστήματα αξιοποιούν διαφορετικές τεχνολογίες πάνελ, από συμβατικά πυριτίου έως ημιδιαφανή, οργανικά και διπλής όψης, με στόχο την εξισορρόπηση της ενεργειακής παραγωγής και της γεωργικής απόδοσης.
Ιδιαίτερα ενδιαφέρον παρουσιάζει η δυνατότητα αντικατάστασης του πλαστικού σε θερμοκήπια με εύκαμπτα οργανικά φωτοβολταϊκά, ενώ σε οπωρώνες έχουν ήδη χρησιμοποιηθεί λευκές λωρίδες στο έδαφος για αύξηση της ανακλαστικότητας και ενίσχυση τόσο της ηλεκτροπαραγωγής όσο και της ποιότητας των καρπών.
Παράλληλα, ο κατάλληλος προσανατολισμός και η σωστή απόσταση μεταξύ των συστοιχιών μπορούν να βελτιώσουν την κατανομή της ηλιακής ακτινοβολίας στο έδαφος, ενισχύοντας την ομοιογένεια της καλλιέργειας.
Στο μέλλον, η ενσωμάτωση συστημάτων ηλιακής παρακολούθησης και η έξυπνη διαχείριση σκίασης υπόσχονται ακόμα μεγαλύτερη απόδοση, αλλά και καλύτερη προσαρμογή στις ανάγκες διαφορετικών ειδών καλλιεργειών.
Οφέλη Αγροβολταϊκών Συστημάτων
Η εφαρμογή αγροβολταϊκών συστημάτων αποτελεί μια καινοτόμα προσέγγιση που συνδυάζει την παραγωγή ενέργειας με τη γεωργία ή/και την κτηνοτροφία στον ίδιο χώρο, προσφέροντας πολλαπλά οφέλη.
Οφέλη για τη Γεωργική Παραγωγή
Η τοποθέτηση φωτοβολταϊκών πάνελ πάνω από τις καλλιέργειες προσφέρει προστασία από ακραία καιρικά φαινόμενα όπως υπερβολική ζέστη, παγετοί, χαλάζι και έντονες βροχοπτώσεις.
Επιπλέον, η σκίαση που δημιουργείται μειώνει την εξατμισοδιαπνοή των φυτών, συμβάλλοντας στη διατήρηση της εδαφικής υγρασίας και άρα στη μείωση των αναγκών για άρδευση, στοιχείο ιδιαίτερα κρίσιμο σε ξηρές ή άνυδρες περιοχές.
Οφέλη για την Ενεργειακή Απόδοση
Οι καλλιέργειες κάτω από τα πάνελ λειτουργούν ευεργετικά για το ίδιο το φωτοβολταϊκό σύστημα: η υγρασία που διατηρείται στο μικροκλίμα μειώνει τη θερμοκρασία γύρω από τα πάνελ, αυξάνοντας την ενεργειακή τους απόδοση.
Επιπλέον, η ίδια η παραγόμενη ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιείται για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών της καλλιέργειας, όπως για αντλίες άρδευσης, ψυγεία ή άλλες υποδομές, ενισχύοντας την αυτονομία της εκμετάλλευσης.
Οικονομικά και Λειτουργικά Οφέλη
Η παρουσία καλλιεργειών μειώνει τα κόστη συντήρησης, καθώς η φυσική κάλυψη της γης περιορίζει την ανεξέλεγκτη βλάστηση, καθιστώντας περιττή τη συχνή χλοοκοπή που απαιτείται σε συμβατικά Φ/Β πάρκα.
Αυτό μεταφράζεται σε μειωμένο λειτουργικό κόστος και μικρότερο κίνδυνο πυρκαγιάς, καθώς η περιοχή ποτίζεται τακτικά και δεν συσσωρεύονται ξερά χόρτα.
Οφέλη για την Κτηνοτροφία και την Τοπική Κοινωνία
Η συνύπαρξη με κτηνοτροφικές δραστηριότητες, όπως η βόσκηση προβάτων, ενισχύει περαιτέρω τη χρησιμότητα του αγροβολταϊκού.
Οι κτηνοτρόφοι επωφελούνται από δωρεάν τροφή για τα ζώα τους, τα οποία προστατεύονται από καιρικά φαινόμενα και θηρευτές χάρη στη σκίαση των πάνελ και την περίφραξη του χώρου.
Παράλληλα, οι ιδιοκτήτες των Φ/Β πάρκων μειώνουν το κόστος συντήρησης και ενισχύουν τη συνεργασία με την τοπική κοινωνία.
Ενδεικτικά, έρευνες έχουν δείξει ότι το μαλλί των προβάτων που βόσκουν σε τέτοια περιβάλλοντα είναι καλύτερης ποιότητας λόγω του φυσικού, χωρίς φυτοφάρμακα περιβάλλοντος.
Οφέλη για τη Βιοποικιλότητα και τη Μελισσοκομία
Εκτός από τη γεωργία και την κτηνοτροφία, τα αγροβολταϊκά μπορούν να συνδυαστούν με επιτυχία και με τη μελισσοκομία.
Η απουσία συχνής κατεργασίας του εδάφους και η περιορισμένη ανθρώπινη δραστηριότητα στο εσωτερικό των πάρκων ευνοούν την ανάπτυξη άγριας βλάστησης, όπως αγριολούλουδα, δημιουργώντας βιότοπους για έντομα επικονιαστές.
Οι κυψέλες μπορούν να τοποθετηθούν τόσο εντός όσο και εκτός της περίφραξης, ενώ η σκίαση των πάνελ δεν επηρεάζει αρνητικά τη φωτοσύνθεση των φυτών.
Ο συγκεκριμένος συνδυασμός αποτελεί διεθνώς μια από τις πιο διαδεδομένες πρακτικές αγροβολταϊκών, καθώς ενισχύει τη βιοποικιλότητα και τα τοπικά οικοσυστήματα.
Αξιοποίηση Γης σε Περιοχές με Περιορισμένους Πόρους
Τα αγροβολταϊκά συστήματα αποτελούν μια ιδιαίτερα χρήσιμη λύση σε περιοχές όπου η διαθέσιμη γη είναι περιορισμένη ή υψηλής αξίας, όπως σε ορεινές και βραχώδεις εκτάσεις ή σε μικρά νησιά.
Δίνουν τη δυνατότητα συνδυασμένης χρήσης του ίδιου χώρου για καλλιέργεια και παραγωγή ενέργειας, αποφεύγοντας την ανάγκη επιλογής μεταξύ των δύο.
Έτσι, ενισχύεται η ανθεκτικότητα των τοπικών κοινοτήτων και βελτιώνεται η αποδοτικότητα της γης, χωρίς να θυσιάζεται η γεωργική παραγωγή.
Προκλήσεις στην Ενσωμάτωση των Αγροβολταϊκών Συστημάτων
Παρά τα πολλά πλεονεκτήματα, τα αγροβολταϊκά συνοδεύονται από αρκετές αβεβαιότητες και τεχνικές προκλήσεις.
Η άνιση κατανομή της βροχής λόγω των φωτοβολταϊκών πάνελ οδηγεί σε ετερογενή υγρασία του εδάφους, αυξάνοντας τον κίνδυνο διάβρωσης και επηρεάζοντας αρνητικά την ανάπτυξη των καλλιεργειών.
Παράλληλα, η σκίαση δεν εγγυάται πάντα καλύτερη αποδοτικότητα νερού, καθώς σε κάποιες περιπτώσεις μπορεί να περιορίσει την παραγωγικότητα αν οι καλλιέργειες δεν είναι κατάλληλα επιλεγμένες.
Το μικροκλίμα εντός των πάρκων επηρεάζεται με τρόπους που δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητοί, καθώς παρατηρούνται αντιφατικά αποτελέσματα σε θερμοκρασία, υγρασία και άνεμο, ανάλογα με τη γεωγραφική θέση και τη διάταξη του συστήματος.
Ακόμα και λύσεις που θεωρούνται «καλές πρακτικές», όπως η βόσκηση προβάτων ή πτηνών για έλεγχο της βλάστησης, απαιτούν σωστό σχεδιασμό.
Η δοκιμή άλλων ζώων, όπως κατσίκες ή βοοειδή, σε αρκετές περιπτώσεις απέτυχε, είτε λόγω φθορών στον εξοπλισμό είτε λόγω κινδύνων για τα ίδια τα ζώα.
Συνεπώς, η εφαρμογή αγροβολταϊκών απαιτεί προσεκτική μελέτη του τοπικού οικοσυστήματος και προσαρμοσμένες λύσεις, που ακόμα βρίσκονται υπό διαμόρφωση.
Εφαρμογές των Αγροβολταϊκών Συστημάτων Παγκοσμίως και στην Ελλάδα
Τα αγροβολταϊκά συστήματα εφαρμόζονται σε πολλές χώρες παγκοσμίως, με ιδιαίτερη επιτυχία στην Ιαπωνία, η οποία πρωτοστάτησε στην εγκατάστασή τους από το 2004, και σήμερα διαθέτει σχεδόν 2.000 εγκαταστάσεις, καλύπτοντας πάνω από 120 είδη καλλιεργειών.
Στην Κίνα, ένα μεγάλο έργο 640 MW έχει αποδείξει τη θετική του επίδραση στο κλίμα και τη βιοποικιλότητα.
Στην Ευρώπη, παραδείγματα εφαρμογής υπάρχουν στο Ηνωμένο Βασίλειο, την Ιταλία, τη Γαλλία και τη Γερμανία, όπου τα αγροβολταϊκά συνδυάζουν την παραγωγή ενέργειας με την γεωργία και την κτηνοτροφία.
Στην Ελλάδα, αν και η ηλιακή ενέργεια κατέχει σημαντικό ρόλο στο ενεργειακό μείγμα, η χρήση των αγροβολταϊκών παραμένει περιορισμένη.
Ωστόσο, δύο σημαντικά έργα αποτελούν εξαίρεση.
Στη Θράκη, φωτοβολταϊκό έργο εγκατεστημένης ισχύος 3.5MW συνδυάζει παραγωγή ενέργειας με βοσκή προβάτων, προσφέροντας πλεονεκτήματα στη συντήρηση του εδάφους και στη στήριξη της τοπικής κτηνοτροφίας.
Στην Ηλεία, σε αντίστοιχο ενεργειακό έργο μελετήθηκε η καλλιέργεια αρωματικών φυτών κάτω από ανυψωμένα φωτοβολταϊκά πλαίσια, επιδιώκοντας τη βελτίωση των αγροτικών καλλιεργειών σε συνδυασμό με την παραγωγή ενέργειας.
Επιπλέον, στην Θεσσαλονίκη, το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο έχει μελετήσει την επίδραση των οργανικών φωτοβολταϊκών, τοποθετημένων στη σκεπή θερμοκηπίου, στην παραγωγή πιπεριών, με εντυπωσιακά αποτελέσματα: οι πιπεριές παρουσίασαν 20,2% μεγαλύτερη μάζα φρούτων και 21,8% μεγαλύτερο ύψος σε σχέση με τις πιπεριές που καλλιεργούνται σε θερμοκήπια χωρίς φωτοβολταϊκά.
Το Νομοθετικό Πλαίσιο στην Ελλάδα
Το νομοθετικό πλαίσιο στην Ελλάδα για τα αγροφωτοβολταϊκά συστήματα εξελίσσεται δυναμικά με την προώθηση νέων διατάξεων και νομοσχεδίων.
Σύμφωνα με το σχέδιο νόμου που τέθηκε σε δημόσια διαβούλευση τον Ιούνιο του 2024, επιτρέπεται η εγκατάσταση φωτοβολταϊκών συστημάτων σε αγροτεμάχια υψηλής παραγωγικότητας, με στόχο την αειφόρο χρήση της γης.
Η νομοθεσία προβλέπει την παραγωγή ενέργειας από φωτοβολταϊκούς σταθμούς ισχύος έως 1 MW, ενώ η καλλιέργεια φυτών θα συνεχίζεται παράλληλα.
Η εφαρμογή της διαδικασίας θα στηρίζεται από Κοινή Υπουργική Απόφαση, η οποία θα καθορίζει τις προϋποθέσεις για τις καλλιέργειες, τις διαδικασίες επιδότησης και τη σύνδεση των συστημάτων με το δίκτυο.
Σκοπός αυτής της πολιτικής είναι η ενίσχυση της παραγωγικότητας των γεωργικών εκμεταλλεύσεων, η μείωση του κόστους παραγωγής και η ενίσχυση των εισοδημάτων των παραγωγών μέσω της πώλησης ενέργειας.
Έρευνες για τα Αγροφωτοβολταϊκά Συστήματα
Οι έρευνες στον τομέα των αγροφωτοβολταϊκών συνεχίζονται με σκοπό την ανίχνευση των καλλιεργειών που ευδοκιμούν κάτω από φωτοβολταϊκά πάνελ.
Στην Αριζόνα, για παράδειγμα, η πιπεριά και η ντομάτα παρουσίασαν αυξημένη παραγωγή, ενώ στη Νότια Κορέα, το μπρόκολο αποκτά καλύτερο χρώμα και διατηρεί την ποιότητά του.
Επίσης, στη φάρμα του Κουίνσλαντ στην Αυστραλία, η βόσκηση προβάτων κάτω από φωτοβολταϊκά έχει αποδειχθεί ότι μειώνει το κόστος χλοοκοπτικών εργασιών.
Μελλοντικές προτάσεις ερευνών περιλαμβάνουν την οικονομική ανάλυση του κόστους εγκατάστασης και τη διαρρύθμιση των αγροφωτοβολταϊκών, τη μελέτη της επίδρασης των αγροφωτοβολταϊκών σε παραμέτρους πέρα από την ηλιακή ακτινοβολία, και τη δοκιμή του συστήματος σε καλλιέργειες με ιδιαίτερο ενδιαφέρον για την Ελλάδα, όπως η ελιά και τα εσπεριδοειδή.
Συμπέρασμα
Τα αγροφωτοβολταϊκά συστήματα προσφέρουν μια καινοτόμο λύση που συνδυάζει την παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας με την ενίσχυση των γεωργικών δραστηριοτήτων, επιτρέποντας στους αγρότες να αξιοποιούν καλύτερα τους πόρους τους και να αυξάνουν το εισόδημά τους.
Η SynEnergy Advisors στηρίζει τη διττή χρήση της γης, ενσωματώνοντας τις ανάγκες των γεωργών με την ανάπτυξη βιώσιμων ενεργειακών λύσεων.
Με την εφαρμογή αυτών των συστημάτων, ενισχύεται η ενεργειακή αυτονομία των αγροτικών περιοχών και προωθείται η αειφόρος ανάπτυξη.
