Pod solárnymi panelmi pestujú zeleninu. Staví Aljaška na agrovoltiku?

Aljaška je územím paradoxov – na jednej strane disponuje rozsiahlymi plochami pôdy, na druhej strane v dôsledku extrémnych klimatických podmienok dopláca na mimoriadne vysoké náklady za energiu aj potraviny, ktoré pochádzajú predovšetkým z dovozu.

Táto kombinácia faktorov podnecuje k využívaniu menej zvyčajných a inovatívnych riešení, medzi ktoré patrí aj agrovoltika – kombinované využívanie poľnohospodárskej pôdy na výrobu elektriny zo slnka a pestovanie plodín.

Na území najväčšej solárnej elektrárne na Aljaške v tomto kontexte vznikol unikátny výskumný projekt, ktorý priniesol prekvapivé výsledky a má potenciál sa rozrásť.

V článku sa dočítate:

• ako sa dá skĺbiť poľnohospodárstvo so solárnou energetikou,
• ako môžu z pestovania plodín profitovať majitelia solárnych parkov,
• ktorým regiónom sa agrovoltika obzvlášť oplatí.

Solárny park premenili na laboratórium

V meste Houston na Aljaške sa na ploche približne 18 hektárov rozlieha solárny park s inštalovaným výkonom 8,5 MW, ktorý zásobuje elektrinou približne 1 400 domácností.

Vzhľadom na vysokú zemepisnú šírku, v ktorej leží, sú v ňom solárne panely umiestnené v nezvyčajne širokých rozostupoch približne pätnásť metrov a sú bifaciálne, teda slnečné žiarenie zachytávajú z prednej aj zadnej strany, čo je kľúčové najmä počas aljašského leta, kedy slnko svieti takmer nepretržite, ale pohybuje sa nízko nad horizontom.

Táto elektráreň sa nedávno stala akýmsi terénnym laboratóriom pre vedecký výskum, ktorý sa uskutočnil pod vedením docentky Glenny Gannon, ktorá pôsobí na University of Alaska Fairbanks. Jeho cieľom bolo preskúmať, či by bolo možné v aljašských podmienkach produkovať súčasne elektrickú energiu aj potraviny.

Výskum finančne podporilo americké Ministerstvo energetiky prostredníctvom grantu vo výške 1,3 milióna dolárov a pôvodne malo ísť o projekt s trojročným trvaním, keďže podmienky v solárnom parku sú z roka na rok premenlivé.

Financovanie však zatiaľ pokrylo len fázu plánovania a výskum v teréne po dobu jedného vegetačného obdobia plodín, pričom pokračovanie projektu je v dôsledku pozastavenia viacerých štátom financovaných výskumných programov neisté, a to napriek tomu, že prvé výsledky boli veľmi perspektívne.

Rastlinám sa v okolí panelov darilo

Výskumný tím sa na aljašskej solárnej farme rozhodol experimentálne pestovať tri plodiny, ktoré sú prispôsobené chladnejším podmienkam a kratšiemu vegetačnému obdobiu – zemiaky, kel a špenát.

Plodiny boli vysadené v júni a zozbierané v septembri, pričom tie isté plodiny výskumníci pestovali medzi solárnymi panelmi a na kontrolných plochách mimo dosahu panelov.

V rámci výskumu použili komplexný monitorovací systém, prostredníctvom ktorého zhromažďovali údaje o mikroklíme – sledovali vlhkosť a teplotu pôdy aj vzduchu, mieru fotosyntézy a vlhkosť v listoch.

Paralelne zaznamenávali tiež dáta o výkone solárnych panelov, aby zistili, ako môže pestovanie plodín ovplyvniť produkciu energie. 

Výsledky meraní ukázali, že plodiny dopestované v bezprostrednej blízkosti solárnych panelov vykazovali lepšie rastové parametre než tie, ktoré rástli na vzdialenejších kontrolných poliach.

Rastlinám sa podľa výskumníkov pri solárnych paneloch darilo viac vďaka tomu, že boli vystavené menšiemu „slnečnému stresu“, teda negatívnemu dopadu nadmerného vystavenia slnečnému žiareniu počas obzvlášť dlhých letných dní.

Solárne panely rastlinám čiastočne tienili, čo sa pozitívne odrazilo predovšetkým na listovej zelenine. Rozdiely boli viditeľné aj na pohľad – napríklad špenát dopestovaný pri paneloch bol sýtejšie zelený.

Okrem toho panely akumulovali teplo, čím mierne predĺžili vegetačné obdobie, a zároveň zachytávali dažďovú vodu, čím zvyšovali dostupnosť vlahy pre plodiny rastúce v ich bezprostrednom okolí.

Agrovoltika môže priniesť viacnásobný profit

Napriek tomu, že prvé výsledky výskumu sú povzbudivé, výskumníci zdôrazňujú, že na vyvodenie definitívnych záverov by potrebovali dáta zozbierané za dlhšie obdobie, keďže v arktických podmienkach je vysoká medziročná variabilita.

Ďalší rozvoj projektu by podľa nich mohol mať pre Aljašku veľký význam, keďže oblasť Matanuska-Susitna Valley, kde sa elektráreň nachádza, je dôležitým poľnohospodárskym centrom, ktoré však v dôsledku výstavby v poslednom desaťročí prišlo o približne 11 % poľnohospodárskej pôdy.

Agrovoltika by sa podľa vedcov mohla stať nástrojom na ochranu poľnohospodárskej funkcie krajiny a zároveň priniesť ďalší zisk vlastníkom solárnych parkov. Prenájmom pôdy na poľnohospodárske účely prevádzkovateľom elektrární klesajú náklady na údržbu vegetácie medzi panelmi a celkovo tak vzniká nový ekonomický model, ktorý môže zlepšiť návratnosť investícií do obnoviteľných zdrojov.

Obzvlášť dôležitý je aj energetický rozmer projektu, keďže miestne zásoby zemného plynu, ktoré dnes pokrývajú významnú časť energetickej spotreby regiónu, sa stenčujú. Z obnoviteľných zdrojov sa v oblasti vyrába približne 15 % elektriny, z ktorých solárna energia predstavuje len 1,3 %.

Aljašský projekt by mohol byť inšpiratívny aj pre Európu, ktorá tiež zápasí so skĺbením obmedzenej plochy poľnohospodárskej pôdy s ambicióznymi klimatickými cieľmi a nárastom cien energií.

Výsledky houstonského experimentu s pestovaním plodín v rámci solárneho parku naznačujú, že agrovoltika môže ponúknuť synergický systém, ktorý prepája produkciu elektrickej energie a potravín obzvlášť efektívnym spôsobom.