Perzselő hőségben a mezőgazdasági területek fölé emelt napelemek egyszerre védik a növényeket és a munkásokat.
A globális tisztaenergiás átállás felgyorsulásával a fotovoltaikus rendszerek várhatóan a világ meghatározó áramforrásává válnak a század közepére. A nagyméretű napelemfarmok terjedése azonban komoly területhasználati konfliktust szül, hiszen a telepítések gyakran értékes szántóföldeket foglalnak el a gyorsan növekvő népesség élelmiszer-ellátásának kárára. Ezt a dilemmát hivatott feloldani az agrofotovoltaika néven ismert megközelítés, amely a mezőgazdasági termelést és a napenergia-hasznosítást egyesíti ugyanazon a területen. A friss elemzések megmutatják, hogy a magasra emelt napelemek az áramtermelés mellett kedvező mikroklímát teremtenek a földeken.
Kettős küzdelem a hőséggel a paradicsomföldeken
A szimulációs modellek és a terepi mérések összekapcsolása révén a kutatók részletesen feltárták, miként hatnak a fotovoltaikus panelek az alattuk lévő talajra, a levegő mozgására és a növények szén-dioxid-felvételére. A Princetoni Egyetem térségére modellezett forró, párás nyári napok adatai alapján végzett vizsgálatok megmutatták, hogy a nyílt szántóföldekhez képest a napelemek árnyékában nevelt paradicsomok leveleinek hőmérséklete lényegesen alacsonyabb maradt. A növények párologtatásuk révén hűtik a környezetüket, miközben a felső árnyékolás csökkenti a párolgásból adódó vízveszteséget. Ez a védelmi hatás megakadályozza a hősokk kialakulását, ami a túlélésért vívott harc helyett a zavartalan fejlődést támogatja a szárazabb időszakokban is.
Az agrofotovoltaikus rendszerek hatása a földeken dolgozó emberek hőkiterhelésére is kiterjed. A szimulációk szerint a tartószerkezetekre helyezett modulok észrevehetően mérséklik a mezőgazdasági munkásokat érő hőstresszt a legforróbb délutáni órákban. A tűző nap elől nyújtott árnyék közvetlenül csökkenti a fizikai kimerülést és a hőséggel kapcsolatos egészségügyi kockázatokat. A szabadtéri munka körülményeinek javítása kulcsfontosságúvá válik a globális felmelegedés korában, ahol a nyári hőhullámok egyre gyakrabban veszélyeztetik az idénymunkások testi épségét és teljesítőképességét.
Olaszországi és németországi tapasztalatok a talaj védelmében
A Bari Egyetem kutatói Olaszország déli részén elhelyezett kísérleti telepeken vizsgálták a technológia gyakorlati működését. A pugliai Laterzában és a calabriai Scaleában végzett mediterrán mérések azt mutatták, hogy a napelemek alatti talajhőmérséklet bizonyos esetekben több mint húsz Celsius-fokkal maradt el a közvetlen napfénynek kitett területek értékétől. A füge-, olajbogyó-, citrom- és levendulaültetvényeken lefolytatott vizsgálatok igazolták a talaj nedvességmegtartó képességének javulását. A csökkenő párolgás miatt a gazdálkodók kevesebb öntözővízzel is elérik a kívánt hozamot, ami a vízhiányos régiókban alapvető előnyt jelent.
A mérsékelt égövi szántóföldi növények viselkedését a Hohenheimi Egyetem szakértői elemzték Németországban. A kutatásból kiderült, hogy az árpa, a kukorica, a káposzta és a burgonya meglepően rugalmasan alkalmazkodik a részleges árnyékoláshoz. A növények fotoszintézise átáll a megváltozott fényviszonyokra, így a kevesebb közvetlen napfény ellenére is hatékonyan hasznosítják a szén-dioxidot. Ez a biológiai rugalmasság rácáfol arra a feltételezésre, miszerint az árnyék automatikusan drasztikus hozamcsökkenéshez vezetne a szántóföldeken.
A szimbiózis gazdasági és energetikai előnyei
A mezőgazdaság és a fotovoltaikus technológia összekapcsolása kölcsönös előnyökkel jár, hiszen a növényzet is pozitívan hat a napelemek teljesítményére. A szilíciumalapú modulok hatásfoka a felületük felmelegedésével párhuzamosan romlik, a növények párologtatása által hűtött mikroklíma viszont alacsonyabban tartja a modulok üzemi hőmérsékletét. A hűvösebb környezetben működő napelemek így több elektromos áramot termelnek, ami növeli a teljes rendszer energiahatékonyságát és meghosszabbítja a berendezések élettartamát.
A földterület kettős hasznosítása hosszú távon kiszámíthatóbbá teszi a gazdaságok bevételeit. A gazdálkodók a növénytermesztés mellett tiszta energiát értékesíthetnek a hálózatra, vagy fedezhetik saját gépeik és öntözőrendszereik áramigényét. Bár a magasított tartószerkezetek kiépítése nagyobb kezdeti beruházási költséggel jár, a vízmegtakarítás, a termésbiztonság és a folyamatos energiatermelés együttesen fenntartható gazdasági modellt teremt a jövő agrárágazata számára.
