برخی از ایده های نوآورانه به نظر می رسد به یک شرایط مناسب برای رشد در انتظار ظهور در حالی که دیگران آهسته تر ريشه دارند.
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.
در نتیجه، معادلات 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 از آنجا که سیب زمینی در کمی سایه رشد بهتر است که این را بسیار آسان به دلیل، اشاره کرد.
35 سال بعد، جهان به نظر می رسد آماده برای ایده های خود را.
از سال ۲۰۱۰ قیمت پانل های خورشیدی بیش از 50% کاهش کرده است و بسیاری از کشاورزان آن سود آور برای محصولات زراعی زیر آرایه های خورشیدی بزرگ رشد کرده 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?
بیشتر و بیشتر 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. آنها محصولات دو در نور خورشید کافی کاشته، در حالی که دیگر استاندارد تراکم فتوولتائیک, که بیشتر برق تولید شده با استفاده از آرایه است.
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. محققان Hélènemarrou توضیح داده شده 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.
'
براساس یافته های تحقیقاتی فرانسوی، آدولف Gotzberg، محقق آلمانی در موسسه فرانهوفر آدولف Goetzberger بحث درباره امکان عملیات مزرعه مقیاس بزرگ آغاز شد.
در یک سوم هکتار از زمین های کشاورزی نزدیک دریاچه کنستانس آلمان آنها 720 دوطرفه پانل های خورشیدی, این بدان معناست که آنها می تواند به جذب نور از بالا و نصب.
در فرانسه، مانت پنل 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، این می تواند افزایش ظرفیت کلی کشور توسط one-fold.
این چقدر بزرگ است? این مشکل اخیر برخی از موسسات تحقیقاتی 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 قرار دادن شماره و یافت که ارزش اقتصادی هند مزارع انگور می تواند افزایش بار بیش از 15 بار نسبت به کشاورزی سنتی با کاهش تولید انگور بدون ایجاد شده.
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 بر این است اگر تمام کاهو توليد در ایالات متحده به سیستم های کشاورزی تبدیل می شود که نیرو های فتوولتائیک 40 تا 70،000 می توان افزایش یافته مگاوات.
از این نقطه نظر این رقم تقریبا دو برابر کل ظرفیت تولید انرژی فتوولتائیک در ایالات متحده در پایان 2017 نصب است. PV + کشاورزی نصب PV ایالات متحده توسط حداقل one-fold را افزایش می دهد