Különleges napelem panelek agrivoltaikus rendszerekhez

A BayWa r.e. és a GroenLeven különleges, monokristályos napelem paneleket dolgozott ki öt kísérleti agrivoltaikus projektjéhez, amelyeket Hollandiában kezdtek működtetni. Vízálló, 260 W-os, különböző mértékben átlátszó üveg-üveg paneleket tesztelnek.

2020. július 24. péntek, forrás: mnnsz.hu

A BayWa r.e. és holland leányvállalata, a GroenLeven, öt kísérleti agrivoltaikus projektet épít Hollandiában, ahol öt különböző típusú növény termesztésével folynak a kísérletek: áfonya, piros ribizli, málna, eper és szeder.

A legnagyobb projektek – egy 2,67 MW-os napelem erőmű, amelyet egy 3,2 hektáros, Hollandia Zevenaar területén, Arnhem városának közelében helyeztek el, a holland-német határnál.

A két cég a projektekben nem szabványos napeleme modulokkal dolgozott, mivel az olyan termékeket nem találták hatékonynak az agrivoltaikus projekthez. „Különleges monokristályos napelem paneleket használtunk, amelyeket saját specifikációnknak megfelelően gyártottak” – mondta Willem De Vries, az AgriPV GroenLeven-i projektvezetője a pv magazine-nak.

De Vries azt is elárulta, hogy az egyedi követelmények az átlátszósággal kapcsolatosak, mivel a panelek alatti növényeknek elegendő mennyiségű fényt kell kapniuk, miközben a fóliaborítás védő őket a közvetlen napsugárzástól, az esőtől, a jégtől és a fagytól. De Vries azt jelezte, hogy a málnának nincs szüksége túl erős napsugárzásra.

„Mostanáig két különböző kísérleti projektet állítottunk össze, két, különböző fényáteresztő képességgel rendelkező panelek felhasználásával” – magyarázta. „Az átlátszóság növelésével a terméshozam jelentős mértékben nőtt.”

A GroenLeven 260 W-os üveg-üveg paneleket használt, amelyek a „normál” paneleknél nagyobb tömegűek, panelenként körülbelül 35 kg súlyúak. „Viszonylag vastag üveget alkalmaztunk, így a panelek magasabb fokú biztonságot tudnak nyújtani az időjárástól függetlenül” – tette hozzá De Vries, azonban további műszaki adatokat nem árult el.

A terményeknél két különböző módon értek el passzív hűtést. Először is a panelek elnyelik a beérkező sugárzás egy részét. Másodszor a modulokat oly módon állították össze, hogy a levegő át tud áramlani rajtuk. A levegő természetes áramlása biztosítja, hogy a növények alatt a hőmérséklet alacsonyabb, mint a környezeti hőmérséklet, és sokkal alacsonyabb, minta fóliatakarás esetén.

Hőleadás

A málnál fából, betonból és fémből készült támrendszer segítségével termesztik. A GroenLeven és a BayWa r.e. Úgy döntött, hogy lecserélik ezt egy új tervezésű, különleges panelekből álló szerkezetre. „A szerelvény rendszert is kifejezetten ehhez a projekthez tervezték, és ez az első alkalom, amikor élőben kipróbálták” – tette hozzá De Vries

A GroenLeven állítása szerint a támrendszer tervezése elősegíti, hogy a hő passzív úton és gyorsan elszállításra kerüljön. „Megtanultuk, hogy nagyon fontos a fény pontos százalékos aránya, valamint azt, hogy a napelem panelek alatti klíma szerkezetileg kedvezőbb, mint a hagyományos műanyag borítás alatt” – mondta. „Ezt látjuk a monitorozásunk során. Meleg napokon a panelek alatti hőmérséklet 5 Celsius fokkal alacsonyabb, mint a fóliaborítás alatt, és még 2 fokkal alacsonyabb, mint a környezeti hőmérséklet.”

Ez a hőelnyelés előnyös a növényekre nézve. Éjszaka a panelek alatt a hőmérséklet magasabb, mivel jobban visszatartja a hőt, mint a fóliaborítás. Ezt a hatást is kedvezőnek tekintjük a növények számára. „A szokásos lefedési módokhoz képest a panelek alatt kiegyenlítettebb a páratartalom is” – közölte De Vries.

Az új támrendszerek a gazdálkodóknak is előnyt jelentenek, mert kevésbé károsítják az erős szelek, így a hagyományos, fóliaalapú termesztési rendszerekhez képest kevesebb a munkaigény. „A rendszerünk nem dől össze a szél miatt, a szél nem fújja el vagy viszi magával”. „Ez mind előfordulhat fóliaborítás esetén. Erős szélben a fólia lecsúszik, elszakadozik vagy egyszerűen elviszi a szél. A telepítésünknek köszönhetően a gazdák nyugodtan alhatnak éjszaka.”

A két cég jelenleg egy meg nem nevezett „megbízható gyártóval” partnerségben tervezi a szerkezeteket.

Költségszempontok

Bár a két cég még adós maradt a projekt költségeinek részleteivel és az energia fajlagos költségeivel, De Vries szerint a gazdák számára pénzügyileg előnyös lesz. Megtakarítást érhetnek el a támrendszerek terén, mivel ezek már be vannak építve a napelemes rendszerbe.

„Ebben a szakaszban az AgriPV telepítése természetesen sokkal drágább, mint a talajon elhelyezett napelemeké. „De ez a tapasztalatoknak és az optimalizálásnak köszönhetően, valamint a beszállítói lánc oldaláról egyedi igényeink megszokását követően mérséklődni fog.

A két cég arra számít, hogy az alsó szerkezet és a panelek ára esni fog, ha a beszállítóknak elegendő megrendelést tudnak majd adni. „Belső költségeink pedig a tapasztalatoknak köszönhetően tovább javulnak” – mondta Stephan Schindele, a BayWa r.e vezetője az AgriPV projektben.

Termés minősége

A fejlesztők szerint az agrivoltaikus projektek javították a teméshozamokat és a minőséget is. Elképzelhető, hogy a gazdálkodók hajlandóak lennének elfogadni az alacsonyabb hozamokat és a magasabb árakat, vagy ha alacsonyabb általános költségszint mellett a termelés minősége javulna.

A málna jól tűri az árnyékot. „Idén több más bogyós gyümölccsel is kísérleti projekteket indítottunk, és biztosak vagyunk abban, hogy az egyes növényeknek saját követelményeik vannak, és különbözőképpen reagálnak a fotovoltaikus rendszer által teremtett feltételekre” – vélte Schindele. „Ezért fontos, hogy több növénnyel is tapasztalatokat gyűjtsünk.

Új nézőpont

Schindele és De Vries álláspontja az, hogy ebben a szegmensben a projektfejlesztés szakképzett fejlesztőket igényel. „A napsugárzás területét ismerő mérnökök szükségesek az ilyen típusú projektekhez.

Schindele megjegyezte, hogy „a fény kulcsfontosságú tényező a fotovoltaikus áramtermelésben” ugyanakkor „létfontosságú a mezőgazdaság számára is.” A fény 50-50%-os megosztása lehetséges, nem minden típusú termény és éghajlat esetében. „Mostanáig e téren nagyon kevés kutatást folytattak” – mondta De Vries.

A két vállalat különleges piaci helyzetet foglal el, mivel támaszkodhatnak a napelemes projektekből és a mezőgazdasági vállalakozásból fakadó tapasztalataikra is. De még hosszú út áll ezelőtt a technológia előtt, különösen a panel technológiák vonatkozásában.

„Például ha jobban ki tudnánk használni a fotovoltaikus rendszereknél az infravörös tartományt, akkor általában növelné a hatékonyságot” – vélte De Vries, majd hozzátette, hogy a tartószerkezetek fejlesztésénél csökkenteni kívánják a felhasznált acél mennyiségét, mert az növelné a fényáteresztő képességet.

Forrás: pv-magazine