Αγροβολταϊκά: Τι είναι και ποια τα οφέλη τους;

του Παναγιώτη Τατούλη

Τι είναι τα αγροβολταϊκά;

Τα αγροβολταϊκά (agrivoltaics) αποτελούν μία καινοτόμο πρακτική που συνδυάζει τη γεωργική παραγωγή με την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών (Φ/Β) συστημάτων στον ίδιο χώρο για  την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, αυξάνοντας την αποδοτικότητα χρήσης γης. Στον πυρήνα των αγροβολταϊκών βρίσκεται ο διαμοιρασμός της ηλιακής ακτινοβολίας προς τη φωτοσύνθεση και τα Φ/Β. Ο σχεδιασμός δίνει προτεραιότητα στη γεωργική δραστηριότητα ώστε να διατηρηθεί η παραγωγικότητα της καλλιέργειας. Με αυτόν τον τρόπο, οι αγροτικές εκτάσεις παραμένουν καλλιεργήσιμες, τα εισοδήματα των αγροτών διαφοροποιούνται και, εφόσον γίνει σωστός σχεδιασμός και επιλογή καλλιεργειών, μπορούν να προκύψουν πολλαπλά οφέλη. Η πρακτική αυτή μελετάται συστηματικά εδώ και περισσότερα από 20 χρόνια, με έμφαση στις επιπτώσεις στις καλλιέργειες, στο κόστος εγκατάστασης και στη συνολική οικονομική και λειτουργική βιωσιμότητα.

Γιατί τα αγροβολταϊκά είναι επίκαιρα;

Τα αγροβολταϊκά έρχονται στο προσκήνιο σε μια περίοδο όπου ο αγροδιατροφικός τομέας αντιμετωπίζει σοβαρές προκλήσεις. Η κλιματική αλλαγή, σε συνδυασμό με τα περιορισμένα περιθώρια κέρδους, αυξάνει την αβεβαιότητα και την εξάρτηση των παραγωγών από επιδοτήσεις. Η μεταβολή των καιρικών μοτίβων – παρατεταμένη ξηρασία και καύσωνας, απρόσμενοι παγετοί – δυσκολεύουν τον προγραμματισμό των καλλιεργειών και συχνά οδηγούν σε απώλειες παραγωγής. Παράλληλα, η διακύμανση των τιμών, το διεθνοποιημένο εμπόριο και ο πληθωρισμός εντείνουν την οικονομική αστάθεια. Σε αυτό το πλαίσιο, τα αγροβολταϊκά  εμφανίζονται ως μια λύση που μπορεί να προσφέρει οφέλη χωρίς, στις περισσότερες περιπτώσεις, να επηρεάζει αρνητικά την αποδοτικότητα των καλλιεργειών, αν και τα αποτελέσματα διαφέρουν ανάλογα με το σύστημα και την καλλιέργεια [1].

Οφέλη των αγροβολταϊκών

Τα οφέλη των αγροβολταϊκών προκύπτουν κυρίως από τρεις βασικούς μηχανισμούς: τη σκίαση, την προστασία της καλλιέργειας και την παραγωγή ενέργειας.

Δημιουργία ευνοϊκού μικροκλίματος

Η σκίαση από τα Φ/Β πάνελ προστατεύει τις καλλιέργειες από την έντονη ηλιακή ακτινοβολία, ιδιαίτερα κατά τους θερινούς μήνες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της θερμοκρασίας του εδάφους και των φυτών και, συνεπώς, τον περιορισμό του θερμικού στρες. Το μικροκλίμα που δημιουργείται διατηρεί τη θερμοκρασία ελαφρώς υψηλότερη τον χειμώνα και χαμηλότερη το καλοκαίρι (έως +7 / -6 °C) [2]. Ανάλογα με το είδος της καλλιέργειας, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση της απόδοσης, βελτίωση της ποιότητας ή μεγαλύτερη σταθερότητα στην παραγωγή.

Η μειωμένη έκθεση στον ήλιο περιορίζει την εξάτμιση και τη διαπνοή, οδηγώντας συνήθως σε μείωση των αναγκών άρδευσης έως και 20% [2]. Ταυτόχρονα, το καλοκαίρι παρατηρείται ψύξη των Φ/Β πάνελ, γεγονός που μπορεί να επιφέρει μια μικρή αλλά μετρήσιμη αύξηση της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας. Τα παραπάνω οφέλη γίνονται ιδιαιτέρως αισθητά και σημαντικά σε περιοχές με ξηρό και θερμό περιβάλλον.

Προστασία από ακραία καιρικά φαινόμενα

Η κάλυψη που παρέχουν τα αγροβολταϊκά προστατεύει τις καλλιέργειες από χαλάζι, ισχυρές βροχοπτώσεις ή ακραία ηλιακή ακτινοβολία. Για ευαίσθητες καλλιέργειες, αυτή η προστασία μπορεί να αποδειχθεί καθοριστική, και μία μικρή μείωση της παραγωγικότητας μπορεί να είναι αποδεκτή εάν μειωθούν οι απώλειες από ακραία και απρόβλεπτα φαινόμενα.

Επιπλέον εισόδημα και πολλαπλή αξιοποίηση της γης

Η ταυτόχρονη παραγωγή ανανεώσιμης ηλεκτρικής ενέργειας βελτιώνει τη συνολική αποδοτικότητα της γης και προσφέρει στους αγρότες μια πρόσθετη πηγή εισοδήματος. Η διαφοροποίηση αυτή αυξάνει την οικονομική ασφάλεια και μπορεί να καταστήσει βιώσιμες τις επενδύσεις σε γη χαμηλής παραγωγικότητας ή οριακές εκτάσεις. Σε τέτοιες περιπτώσεις, τα αγροβολταϊκά μπορούν να συμβάλουν στην αποκατάσταση της γης και στη διατήρηση της τοπικής βιοποικιλότητας.

Υποδομή για «έξυπνη» γεωργία

Η υποδομή των αγροβολταϊκών μπορεί να αξιοποιηθεί για την ενσωμάτωση πρόσθετων συστημάτων, όπως συλλογή βρόχινου νερού, αισθητήρες παρακολούθησης της καλλιέργειας και συστήματα αυτοματισμού. Η εισαγωγή συστημάτων στην αγροτική δραστηριότητα δημιουργεί ευνοϊκό περιβάλλον για την περαιτέρω υιοθέτηση τεχνολογικών λύσεων.

Μειονεκτήματα και ανησυχίες

Παρά τα πλεονεκτήματα, τα αγροβολταϊκά συνοδεύονται και από ορισμένες προκλήσεις που απαιτούν προσεκτική διαχείριση.

Επίδραση στην παραγωγή και στη χρήση γης

Η αυξημένη σκίαση μπορεί να οδηγήσει σε μειωμένη καλλιεργητική απόδοση, ιδιαίτερα όταν ο βαθμός εδαφοκάλυψης είναι υψηλός. Ταυτόχρονα, η επέκταση των αγροβολταϊκών στις καλλιεργούμενες εκτάσεις μειώνει την καλλιεργούμενη γη. Ωστόσο, εφόσον ο γεωργικός τομέας καταστεί πιο επικερδής, μπορεί να ενισχυθεί και να αναχαιτιστεί η εγκατάλειψη της αγροτικής δραστηριότητας. Η θέσπιση ορίων στον βαθμό κάλυψης, η αποφυγή εγκαταστάσεων σε γη υψηλής παραγωγικότητας και η διατήρηση της αγροτικής χρήσης είναι κρίσιμα στοιχεία για μια ισορροπημένη ανάπτυξη.

Επιπτώσεις στο έδαφος και στη διαχείριση

Η εγκατάσταση και λειτουργία αγροβολταϊκών μπορεί να επηρεάσει την υγεία του εδάφους, προκαλώντας συμπύκνωση ή επιμόλυνση αν δεν υπάρξει σωστός σχεδιασμός. Γι’ αυτό απαιτείται ο ολοκληρωμένος μακροπρόθεσμος σχεδιασμός από την αρχή έως το τέλος ζωής της εγκατάστασης.

Επιπλέον, η σταθερή υποδομή των Φ/Β πάνελ μπορεί να περιορίσει τη χρήση νέων μηχανημάτων και πρακτικών, μειώνοντας την ευελιξία των αγροτών και δυσχεραίνοντας σε ορισμένες περιπτώσεις την κανονική ροή των καλλιεργητικών πρακτικών. Η συντήρηση των πάνελ και της καλλιέργειας απαιτεί επίσης προσαρμογή των χρονοδιαγραμμάτων των διαφόρων εργασιών, ειδικά ως αναφορά τον καθαρισμό των Φ/Β πάνελ έπειτα από εργασίες που έχουν προηγήθηκαν στην καλλιέργεια.

Οικονομικοί και κοινωνικοί παράγοντες

Το υψηλό αρχικό κόστος επένδυσης και η αβεβαιότητα σχετικά με τις τεχνικές και οικονομικές παραμέτρους στις μελέτες εγκατάστασης, λειτουργίας και επενδυτικής βιωσιμότητας αποτελούν συχνά αντικίνητρα. Παράλληλα, η ευρεία ανάπτυξη αγροβολταϊκών εγείρει κοινωνικά ζητήματα, όπως η αλλοίωση του τοπίου και της πολιτισμικής κληρονομιάς.

Συμπεράσματα

Τα αγροβολταϊκά προσφέρουν ουσιαστικά οφέλη στους αγρότες και απαντούν σε κρίσιμες προκλήσεις, όπως η προσαρμογή στην κλιματική αλλαγή και ο εκσυγχρονισμός της γεωργικής παραγωγής. Ωστόσο, ο ελλιπής σχεδιασμός μπορεί να οδηγήσει σε μείωση της παραγωγικότητας και σε δυσκολίες στην καλλιεργητική πρακτική.

Η εφαρμογή των αγροβολταϊκών δεν είναι ακόμη πλήρως εδραιωμένη και απαιτείται μια εκτενής βάση καλών πρακτικών, βασισμένη σε πιλοτικά έργα διαφορετικών καλλιεργειών και κλιματικών συνθηκών. Παρ’ όλα αυτά, τα μέχρι σήμερα αποτελέσματα είναι ενθαρρυντικά, γεγονός που εξηγεί τη σταδιακή επέκτασή τους και τη συγκρατημένη, αλλά αυξανόμενη, αποδοχή τους από την πολιτεία.

Βιβλιογραφία:

[1]          J. Macknick et al., “The 5 Cs of Agrivoltaic Success Factors in the United States: Lessons From the InSPIRE Research Study,” 2015. [Online]. Available: www.nrel.gov/publications.

[2]          “SolarPower Europe (2023): Agrisolar Best Practice Guidelines version 2.” [Online]. Available: www.solarpowereurope.org