Μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο Jaén της Ισπανίας και το Πανεπιστήμιο Sapienza της Ρώμης της Ιταλίας διερεύνησε τον τρόπο με τον οποίο τα διμερή αγροβολταϊκά συστήματα μπορούν να συνδυαστούν με την ανάπτυξη της ελιάς σε μια προσπάθεια να βελτιωθούν τόσο η ενέργεια όσο και οι γεωργικές αποδόσεις, όπως αναφέρει το περιοδικό pv.
«Εξετάζοντας τρεις διαφορετικές ποικιλίες ελιάς (Picual, Manzanilla και Chemlali) και διερευνώντας διάφορες διαμορφώσεις των διμερών φωτοβολταϊκών συστημάτων, η έρευνα στοχεύει στη βελτιστοποίηση των συνολικών αποδόσεων της παραγωγής ενέργειας και της παραγωγής ελιάς», δήλωσαν οι ερευνητές.
Η ερευνητική ομάδα δοκίμασε διαφορετικές διαμορφώσεις συστημάτων ανάλογα με τη γωνία κλίσης και το ύψος των ηλιακών μονάδων. Τα σενάρια αναλύθηκαν σε μια προσομοίωση λογισμικού και μοντελοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας την προσέγγιση raytracing, η οποία λαμβάνει υπόψη τον τρόπο με τον οποίο το φως αλληλεπιδρά με τα αντικείμενα.
Οι προσομοιώσεις
Για τις προσομοιώσεις, οι ακαδημαϊκοί υπέθεσαν ότι ένα αγροβολταϊκό σύστημα λειτουργεί στη νότια ισπανική πόλη Jaén, με τιμές ακτινοβολίας και θερμοκρασίας ενός τυπικού μετεωρολογικού έτους. Το προσομοιωμένο αγρόκτημα είχε έκταση 860 m2, που αντιστοιχούσε σε ορθογώνιο σχήμα με μήκος 41,42 m και πλάτος 20,76 m. Φιλοξενούσε οκτώ σειρές ελαιόδεντρων και επτά σειρές φωτοβολταϊκών σε μια προσέγγιση υπερ-εντατικής καλλιέργειας.
«Σε αυτόν τον τύπο ελαιοκαλλιέργειας, τα δέντρα είναι συνήθως τοποθετημένα σε ορθογώνια διάταξη παρέχοντας έτσι επαρκή χώρο μεταξύ των σειρών για την τοποθέτηση φωτοβολταϊκών μονάδων», εξήγησαν. «Οι υπερεντατικές φυτείες απαιτούν μέτριας κλίσης εδάφη, τα οποία διευκολύνουν την εγκατάσταση των φωτοβολταϊκών κατασκευών».
«Η ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας που φτάνει στην πίσω πλευρά της διφυούς φωτοβολταϊκής μονάδας συνδέεται άμεσα με τους συντελεστές albedo (=λευκαύγεια) τόσο των δέντρων όσο και του εδάφους», προσθέτουν οι επιστήμονες. «Σε αυτή τη μελέτη, ο συντελεστής albedo ευρείας ζώνης που χρησιμοποιήθηκε για τα δέντρα είναι 0,309. Επίσης, το ελαφρύ έδαφος χρησιμοποιήθηκε ως albedo του εδάφους με ευρυζωνικό albedo 0,25».
Η θερμοκρασία ορίστηκε στους 21 C και η υγρασία στο 40%, ενώ η προσομοίωση υπέθεσε 16 ώρες φωτός την ημέρα. Για τον υπολογισμό της απόδοσης των ελαιόδεντρων, εκτιμήθηκε η απόκριση της ακαθάριστης αφομοίωσης του άνθρακα στο απορροφούμενο φως. Αυτό δείχνει την κβαντική απόδοση της φωτοσύνθεσης στα ελαιόδεντρα, η οποία δείχνει πόσο καλά μετατρέπουν την ενέργεια του φωτός σε χημική ενέργεια.
Τα αποτελέσματα της έρευνας
«Συνολικά, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η διακύμανση της γωνίας κλίσης έχει μεγαλύτερο αντίκτυπο στη φωτοβολταϊκή απόδοση, ενώ η διακύμανση του ύψους των φωτοβολταϊκών μονάδων επηρεάζει κυρίως την απόδοση των ελαιόδεντρων», δήλωσαν οι ερευνητές. «Τα ευρήματα δείχνουν ότι οι φωτοβολταϊκές μονάδες με κλίση κοντά στο γεωγραφικό πλάτος της τοποθεσίας επιτυγχάνουν τη μεγαλύτερη ενεργειακή απόδοση, ενώ οι κάθετα προσανατολισμένες μονάδες οδηγούν στη μεγαλύτερη απόδοση ελιάς».
«Η αξιολόγηση των ποικιλιών ελιάς αποκαλύπτει μια μέτρια εξάρτηση από τη σκίαση, καθιστώντας όλες τις ποικιλίες κατάλληλες υποψήφιες για αγροβολταϊκές εφαρμογές», κατέληξαν οι ερευνητές.
Τα ευρήματα παρουσιάστηκαν στο έγγραφο «Βελτίωση της χρήσης γης: Ενσωμάτωση διφασικών φωτοβολταϊκών και ελαιόδεντρων σε αγροβολταϊκά συστήματα», που δημοσιεύθηκε στο Applied Energy.
