در حالی که دیگران در آهسته تر ریشه برخی از ایده های شبانه، شرایط مناسب برای رشد در انتظار ظهور.
Agrovoltaics سیستم پانل های خورشیدی و محصولات غذایی است که در همان قطعه زمین است که متعلق به رده دوم همزیستی است. آدولف Gotzberg آدولف Goetzberger بنیانگذار موسسه فرانهوفر سیستم های خورشیدی و امین Zastro (آرمین Zastrow) پیشگام این مفهوم در سال 1981. در آن زمان قدرت فتوولتائیک گران بود و کامپیوتر است که به ندرت دیده می شد. معادلات برای سیستم های دوگانه و استفاده در برنامه نویسی ماشین حساب جیبی را مورد مطالعه و چاپ مقاله به نام Kartoffeln unterm kollektor (سیب زمینی تحت پانل)-آدولف Gotzberg بعد اشاره کرد که این را بسیار آسان به دلیل, بود
چون سیب زمینی بهتر در سایه کم رشد. 35 سال بعد، جهان به نظر می رسد آماده برای ایده های خود را. از سال ۲۰۱۰ قیمت پانل های خورشیدی توسط کشاورزان بیش از 50 درصد بسیاری از پیدا کردن آن بیشتر سودآور برای رشد محصولات کشاورزی زیر آرایه های خورشیدی بزرگ کاهش یافت است. برای هر کشاورز این تغییر از اهمیت اقتصادی است.
اما آن به تدریج ساخته شده است بازی است که می تواند امنیت غذایی جهانی را تضعیف کند. Agrovoltaics راه برون رفت از مشکل است. اگر آن می تواند برآورده است که جهان سيری است اشتها برای مواد غذایی و انرژی. یک سوال کلیدی وجود دارد: کشاورزان بتوانند همان تولید مواد غذایی در پانل های خورشیدی?
تعداد فزاینده ای از مطالعات نشان داده است که آنها می توانند. سایه های زیادی می توانید محصولات آسیب بیش از حد کمی به برق صدمه دیده است.
فاصله مناسب بین پانل های خورشیدی و تمایل آرایه کلید ترکیبی مناسب از قدرت گرفتن هستند و تولید محصول. در سال 2010، مسیحی Dupraz و همکارانش در موسسه ملی کشاورزی در فرانسه تاسیس مزرعه تحقیقات کشاورزی اولین نزدیکی مونپلیه. در حالی که دیگر با استفاده از استاندارد تراکم فتوولتائیک آرایه یک باتری که تولید برق بیشتر آنها دو فرهنگ در نور خورشید کافی کاشته.
رشد محصولات کشاورزی فصل سوم زیر آرایه نصف چگالی است که اجازه می دهد نور بیشتری را از طریق پانل های خورشیدی. در پايان فصل رشد سه محصولات کاشته شده تحت تراکم کامل پانل های نزدیک به 50% بهره وری خود را از دست داده اند. این خصوص تعجب آور است.
شایان ذکر است که گیاهان تحت صفحه نیمه تراکم هستند به عنوان نیرومند و حتی بیشتر از گیاهان زیر نور خورشید کامل است. به عنوان مثال، محقق Hélènemarrou توضیح می دهد که کاهو سازگار به نور کم با افزایش اندازه برگ. او همچنین در مقاله 2013 که در جهان گرم شدن آب در کوتاه مدت می تواند تامین، و سایهدار گیاهان تحت پانل های خورشیدی می تواند به کاهش تقاضا برای آب نوشت. "ما در این آزمایش که استفاده PVP (سیستم های فتوولتائیک برق) به پوشش آبي محصولات گیاهی می تواند ذخیره 14 تا 29 درصد تبخیر آب بسته به سطح سایه تولید و سطح زیر کشت محصول نشان داده اند.
' سایه بیش از حد می تواند محصولات آسیب بیش از حد کمی به تولید برق صدمه دیده است.
فاصله مناسب بین پانل های خورشیدی و تمایل آرایه کلید ترکیبی مناسب از قدرت گرفتن هستند و تولید محصول. بر اساس فرانسه تحقیق یافته محققان آلمانی در Gotzberg آدولف موسسه فرانهوفر (آدولف goetzberger)-برای بحث در مورد امکان عملیات مزرعه مقیاس بزرگ آغاز کرده اند. در یک سوم هکتار از زمین های کشاورزی نزدیک دریاچه کنستانس آلمان آنها 720 دو طرفه خورشیدی معنی آنها را جذب می تواند نور از بالا و نصب.
در فرانسه، با این حال، مانت پانل خود را از زمین اجازه می دهد نور روز بیشتر به محصولات و تجهیزات مزرعه بزرگ حرکت در مجموعه ای به بالا هستند. در سپتامبر سال 2016، محققان گیاه test خورشیدی متصل به شبکه و کشت گندم و کرفس و سیب زمینی و شبدر زیر آرایه.
پس از سال اول کل خروجی مواد غذایی و برق بود 60 درصد بالاتر از مواد غذایی و برق برداشت هر دو متر مربع. در مقایسه با شبدر است که رشد می کند در آفتاب شبدر بهترین است و قطره بهره وری تنها حدود 5 درصد. بازده در سیب زمینی و گندم و کرفس شده است کاهش می یابد حدود 19% در مقایسه با test توطئه بدون پانل های خورشیدی. Benedikt Klotz، معاونت دانشجویی در موسسه فرانهوفر توضیح داد: "به طور کلی تولید برق دور می رود فراتر از زیان های کشاورزی.
' این پانل ها به اندازه کافی انرژی به قدرت خانه تا 62 سال ارائه; Klotz گفت: هدف این است که این هدف به بهبود در آینده است. برنامه تحقیقات مقدماتی برای سه سال به طول انجامید. "در نهایت، ما را به ای پی وی (Agrophotovoltaics) به مرحله آمادگی صنعت ساخت و ساز مقیاس بزرگ می خواهیم.
'
فرض کنید که تمام کاهو در ایالات متحده به سیستم فتوولتائیک کشاورزی تبدیل شده است, آن می تواند افزایش ظرفیت نصب شده کل کشور توسط one-fold. این چقدر بزرگ است؟ این مشکل اخیر پژوهشگاه مدل حل شده است. به عنوان مثال، یوشع پیرس مهندس در دانشگاه فنی میشیگان تعجب چه اتفاقی خواهد افتاد اگر پانل های خورشیدی در مزرعه انگور در هند نصب شده بود. با توجه به سایه انگور او و همکارانش مدل کامپیوتری تکنو اقتصادی ایجاد شده تعداد قرار دادن، و که ارزش اقتصادی هند مزارع انگور می تواند با بیش از 15 بار بار نسبت به سنتی کشاورزی تولید انگور رد بود افزایش یافت.
اگر این استفاده دوگانه از زمین را در هند رخ می دهد، سپس تولید انرژی به اندازه کافی به قدرت 15 میلیون نفر ممکن است. پیرس و همکاران او نیز در مطالعه کشت کاهو در ایالات متحده آمریکا. فرض کنید که تمام کاهو توليد در ایالات متحده در مورد سیستم های کشاورزی تبدیل می شود، تولید انرژی فتوولتائیک می تواند افزایش توسط 40 تا 70،000 مگاوات.
