Hoe landbouwvoltaïsche energie Europese landbouwbedrijven helpt hittegolven en droogte te bestrijden

De afgelopen jaren zijn extreme weersomstandigheden een van de grootste uitdagingen voor de Europese landbouw geworden. Stijgende zomertemperaturen, langere droogteperioden en onregelmatige regenpatronen zetten de boeren en de landbouwproductie onder grote druk.

Tijdens hittegolven hebben veel gewassen last van overmatige zonnestraling en watertekort. Hoge temperaturen verhogen de verdamping, verminderen het bodemvocht en veroorzaken hittestress voor planten. Als gevolg hiervan kunnen boeren te maken krijgen met lagere opbrengsten, hogere irrigatiekosten en toenemende onzekerheid over het landbouwinkomen.

Tegelijkertijd versnelt Europa zijn transitie naar hernieuwbare energie. Het uitbreiden van zonne-energieprojecten zorgt echter vaak voor concurrentie om waardevolle landbouwgrond.

Agrivoltaïsche zonne-energie, ook wel Agri{0}}PV of agrarische fotovoltaïsche zonne-energie genoemd, biedt een nieuwe oplossing: het combineren van de opwekking van zonne-energie met landbouwproductie op hetzelfde land.

In plaats van te kiezen tussen landbouw en hernieuwbare energie, stellen agrivoltaïsche systemen boerderijen in staat elektriciteit te produceren en tegelijkertijd een stabielere groeiomgeving voor gewassen te creëren.

 

Agrivoltaïsche energie is een systeem waarbij fotovoltaïsche modules boven of naast landbouwproductiegebieden worden geïnstalleerd.
In tegenstelling tot traditionele op de grond-gemonteerde zonneparken, is een PV-systeem voor de landbouw ontworpen rond de behoeften van de landbouw.

 

Een van de grootste voordelen van Agrivoltaics is dat zonnepanelen gedeeltelijke bescherming kunnen bieden tegen extreme weersomstandigheden.

1. Hittestress verminderen tijdens hete zomers

Tijdens Europese hittegolven kan direct zonlicht voor overmatige hittestress voor gewassen zorgen.

Zonnepanelen die boven landbouwgrond worden geïnstalleerd, kunnen de hoeveelheid directe zonnestraling die de planten bereikt verminderen, waardoor de groeiomgeving wordt gematigd.

Onderzoek van Fraunhofer ISE en de Universiteit van Hohenheim bestudeerde een agrivoltaïsch systeem tijdens de extreem hete en droge zomer van 2018 in Duitsland.

Uit het onderzoek bleek dat:

• De zonnestraling onder het PV-systeem was ongeveer30% lagervergeleken met het referentieveld.
• De bodemtemperatuur onder het agrivoltaïsche systeem was lager tijdens de lente en de zomer.
• Tijdens de hete en droge zomerperiode was de bodemvochtigheid in de tarweteelt onder het PV-systeem hoger dan in het referentieveld.

Onderzoekers concludeerden dat de gedeeltelijke schaduw die door zonnepanelen werd gecreëerd, planten hielp hete en droge omstandigheden beter te verdragen.

Deze resultaten tonen aan dat een PV-structuur in de landbouw niet simpelweg een energie-installatie is -, maar een hulpmiddel voor klimaatadaptatie voor de landbouw kan worden.

 

2. Waterverlies verminderen en waterefficiëntie verbeteren

Waterbeheer is een cruciale kwestie geworden voor de Europese boeren.

Hogere temperaturen verhogen de verdamping uit de bodem en planten, wat betekent dat er meer irrigatie nodig is om de gewasgroei op peil te houden.

Door de directe zonnestraling te verminderen en de bodemtemperatuur te verlagen, kunnen landbouwvoltaïsche systemen de waterverdamping helpen vertragen.

Fraunhofer ISE benadrukt dat agrivoltaïsche energie kan bijdragen aan het verminderen van het waterverbruik in de landbouw en tegelijkertijd extra inkomensmogelijkheden kan creëren door middel van elektriciteitsopwekking.

Voor regio's die te maken hebben met toenemende droogterisico's, zoals Zuid-Europa, Frankrijk, Italië en delen van Duitsland, wordt dit voordeel steeds waardevoller.

 

Traditionele zonneprojecten richten zich vooral op de opwekking van elektriciteit.

Agrivoltaics creëert een ander bedrijfsmodel door twee bronnen van waarde te combineren:

1. Landbouwproductie
Boeren kunnen blijven produceren:

• Fruit
• Groenten
• Bessen
• Gewassen
• Dierenvoer

terwijl je hetzelfde landoppervlak gebruikt.

 

2. Opwekking van hernieuwbare energie
De zonne-installatie zorgt voor:

• Extra elektriciteitsinkomsten
• Lagere energiekosten voor boerderijen
• Financiële stabiliteit op de lange- termijn

Voor veel Europese boerderijen, vooral landbouwbedrijven in familiebezit, kan dit extra inkomen de weerbaarheid tegen klimaat-gerelateerde oogstverliezen verbeteren.
De landbouwvoltaïsche richtlijnen van Fraunhofer ISE benadrukken dat de technologie de efficiëntie van het landgebruik kan verbeteren, de plattelandsontwikkeling kan ondersteunen en boeren van extra inkomstenbronnen kan voorzien.

 

Voor een succesvol Agri-PV-project is meer nodig dan alleen het installeren van zonnepanelen boven landbouwgrond.

De montagestructuur moet ontworpen zijn voor zowel landbouw- als fotovoltaïsche toepassingen.

Belangrijke ontwerpoverwegingen zijn onder meer: