Προοπτικές ανάπτυξης αγροβολταϊκών συστημάτων και ανάλυση των αλληλεπιδράσεών τους με το πλέγμα νερού-τροφής-ενέργειας

Την τελευταία δεκαετία, για περιβαλλοντικούς και οικονομικούς λόγους, η Ευρώπη έχει εντατικοποιήσει τη μετάβαση στην «πράσινη» ενέργεια. Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ) έχουν μεγάλες εδαφικές απαιτήσεις, ενώ παράλληλα κάθε χρόνο τα εδάφη που είναι διαθέσιμα για γεωργική χρήση μειώνονται. Επομένως, σχεδιάζοντας την ανάπτυξη νέων μονάδων ΑΠΕ πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η διατήρηση των καλλιεργήσιμων εκτάσεων. Τα αγροβολταϊκά, συνδυάζοντας την παραγωγή ενέργειας με την παραγωγή καλλιεργειών στην ίδια έκταση, αποτελούν μια πρόταση για την ομαλή ανάπτυξη της ενέργειας που παράγεται από φωτοβολταϊκά. Στο σύστημα αγροβολταϊκών, τα φωτοβολταϊκά τοποθετούνται σε ύψος 4-5 m με στόχο την αξιοποίηση του εδάφους για την ανάπτυξη καλλιεργειών. Η ηλιακή ακτινοβολία που είναι διαθέσιμη για τις καλλιέργειες μειώνεται, διότι μέρος αυτής χρησιμοποιείται από τα φωτοβολταϊκά. Το ποσοστό μείωσης που είναι αποδεκτό εξαρτάται από τις ανάγκες της κάθε καλλιέργειας. Μια τεχνική προσαρμογής των φυτών στη σκίαση που προκαλούν τα φωτοβολταϊκά είναι η αύξηση της επιφάνειας των φύλλων τους, δηλαδή η αύξηση της επιφάνειας που απορροφούν την ηλιακή ακτινοβολία. Επιπλέον, χάρη στις νέες συνθήκες μικροκλίματος που προκαλεί η σκίαση, μειώνεται η εξατμισοδιαπνοή των καλλιεργειών και έτσι περιορίζονται οι υδατικές τους ανάγκες. Στην παρούσα εργασία υπολογίστηκε η μείωση της ηλιακής ακτινοβολίας που φτάνει στο έδαφος ανάλογα με τη διαμόρφωση του συστήματος αγροβολταϊκών. Μελετώντας φωτοβολταϊκά σταθερής κλίσης, καθοριστικός παράγοντας μείωσης της ακτινοβολίας είναι η πυκνότητα τοποθέτησής τους. Στη συνέχεια έγινε διερεύνηση της επίδρασης που είχε η μεταβολή της διαθέσιμης ακτινοβολίας σε καλλιέργειες χειμερινού σίτου, αραβόσιτου και μηδικής. Για πυκνότητα τοποθέτησης των φωτοβολταϊκών που μεγιστοποιεί την παραγωγή ενέργειας, τη μικρότερη μείωση απόδοσης της είχε το χειμερινό σιτάρι, ενώ μειώνοντας την πυκνότητα τοποθέτησης την είχε ο αραβόσιτος.