Østrig kunne udnytte 90 TWh jordvoltaik ved at bruge 5-16 % af afgrødejorden

En forskergruppe ledet af Østrigs Universitet for Naturressourcer og Biovidenskab, Wien, gennemførte en tekno-økonomisk analyse af potentialet i landets agrovoltaiske installationer og kombinerede rentabilitetsvurderinger for både solcelleproduktion og landbrugsproduktion.

"Vores papir præsenterer, så vidt vi ved, den første integrerede ramme, der kombinerer simulering af både PV-elektricitetsproduktion og landbrugsproduktion for agrovoltaiske systemer på niveau med et helt land, inklusive klimaændringspåvirkninger," fortalte den tilsvarende forfatter Isabelle Grabner til magasinet pv. "I vores forskning undersøgte vi reduktioner i afgrødeproduktionen for Østrig på grund af solcelleudvidelse på landbrugsjord.

"Vi sammenlignede aggressiv anvendelse af agrovoltaik og typiske-jordmonterede solcelleanlæg, der er nødvendige for at nå klimaneutralitetsmålene," tilføjede Grabner. "Ydermere viste vi begrænsede klimaændrings-tilpasningseffekter under agrovoltaik, men sidstnævnte resultater er meget afhængige af de valgte afgrøder såvel som landespecifikke."

Til at udføre analysen brugte teamet en modulær simuleringsramme, der benyttede etableret software, hvor den var tilgængelig, og udviklede nye løsninger efter behov. Rammen er tilgængelig online under GPL-licensen. Ved hjælp af EU-data fra den politik-integrerede klimamodel (EPIC) klassificerede forskerne først områder, der var egnede til agrovoltaisk brug, ved at anvende filtre såsom et minimum tilsluttet dyrkningsareal på 1 ha, en maksimal gennemsnitlig hældning på 20 grader og en maksimal højde på 1.950 m over havets overflade.

Elektricitetsproduktion blev simuleret med PVlib ved hjælp af global horisontal bestråling (GHI) data fra en klimasimulering på et 1 km net. EPIC blev brugt til at modellere centrale miljøprocesser og plantevækst på plotniveau med daglige tidstrin og en rumlig opløsning på 1 km × 1 km. Scenarierne inkorporerede interaktioner mellem miljøforhold og forvaltningspraksis, herunder sædskifte, for afgrøder som ærter, sojabønner, kartofler, lucerne, sommerbyg og havre.

Klimadata var baseret på observationer fra 1981-2020 og fremskrivninger fra 2031-2070. To basisscenarier blev testet: landbrugsproduktion uden et PV-system og jordmonteret PV uden landbrug. Agrivoltaiske scenarier omfattede overliggende opstyltede systemer, sydvendte-med en installationshøjde på ca. 10 m, og lodrette bifaciale systemer med en rækkeafstand på 10 m og to bifaciale paneler stablet lodret. Hvert system blev evalueret under lav-, mellem- og højomkostningsscenarier.

Analysen viste, at i Østrig genererer jordmonterede solcelleanlæg 1.173 MWh/ha, opstyltede agrovoltaiske systemer 684 MWh/ha og vertikale agrovoltaiske systemer 373 MWh/ha elektricitet. Fortjenesteforhold i forhold til landbrugsproduktion alene varierede fra 10:1 til 50:1 for lodrette systemer, op til 60:1 for opstyltede systemer og op til 100:1 for jordmonteret -PV.

"For at opnå 90 TWh/år elektricitetsproduktion fra solceller på afgrødejord, en øvre grænse i alle klimaneutralitetsscenarier, kræves en mængde på 5%-16% af det samlede afgrødeareal," konkluderede holdet. "De krævede arealer og den simulerede reduktion i udbyttet indebærer, at tabet i østrigsk afgrødeproduktion vil nå op på 2%-6%. Kun agrovoltaiske systemer kan opnå produktionstab i den nedre ende af det observerede interval. Klimaændringstilpasningseffekterne af agrovoltaiske systemer er små."

Forskningens resultater er tilgængelige i "The techno-economic potentials of agrivoltaic installations in Austria," offentliggjort i Renewable Energy. Forskere fra Østrigs BOKU Universitet og Federal Institute of Agricultural Economics har deltaget i undersøgelsen.