До сих пор пло­щадь мож­но было исполь­зо­вать толь­ко одним спо­со­бом – или вы зани­ма­е­тесь на ней сель­ским хозяй­ством, или раз­ме­ща­е­те сол­неч­ные бата­реи. Но, ока­зы­ва­ет­ся, мож­но и по-другому.

Сочетание технологий

Опыт самой круп­ной пилот­ной уста­нов­ки на опыт­ном поле коопе­ра­ти­ва Demeter в Хег­гель­ба­хе, зем­ля Баден-Вюр­темб­ерг, вооду­шев­ля­ет: в сен­тяб­ре 2016 года они уста­но­ви­ли моду­ли сол­неч­ных бата­рей над тре­тью гек­та­ра. В авгу­сте 2017 года был полу­чен пер­вый уро­жай, вырос­ший под моду­ля­ми, в нояб­ре были под­ве­де­ны ито­ги хозяй­ствен­но­го года.

Тест пройден

«Резуль­тат пер­во­го про­ект­но­го года – пол­ный успех! Агро­фо­то­воль­та­и­ка дока­за­ла свою прак­ти­че­скую при­ме­ни­мость, затра­ты уже сего­дня с неболь­ши­ми бата­ре­я­ми для раз­ме­ще­ния на кры­ше уме­рен­ные, а уро­жай доста­точ­но высок, что­бы его мож­но было про­дать с выго­дой», – делит­ся Ште­фан Шин­де­ле, руко­во­ди­тель про­ек­та из Инсти­ту­та сол­неч­ных энер­го­си­стем Фра­ун­го­фе­ра ISE. В каче­стве «тесто­вых» куль­тур были выбра­ны ози­мая пше­ни­ца, кар­то­фель, сель­де­рей и кле­ве­роз­ла­ко­вая травосмесь.

Бла­го­да­ря боль­шо­му рас­сто­я­нию меж­ду моду­ля­ми сол­неч­ных бата­рей с двой­ным стек­лом, раз­ме­щен­ны­ми на высо­те 5 м и направ­лен­ны­ми на юго-запад, рас­те­ния полу­ча­ли сол­неч­ный свет.

«У кле­ве­роз­ла­ко­вой тра­во­сме­си уро­жай­ность в срав­не­нии с кон­троль­ной делян­кой была лишь незна­чи­тель­но ниже (на 5,3%), – сооб­щи­ла проф. Пет­ра Хёги, экс­перт из Уни­вер­си­те­та Хоэн­хайм. – Кар­то­фель, пше­ни­ца и сель­де­рей из-за зате­не­ния дали суще­ствен­но более низ­кий уро­жай (в сред­нем на 18 – 19%)». Но сто­ит отме­тить, что убор­ка на экс­пе­ри­мен­таль­ном и кон­троль­ном поле про­из­во­ди­лась одно­вре­мен­но, и это было несколь­ко преж­де­вре­мен­но для рас­те­ний экс­пе­ри­мен­таль­но­го участка.

На рисун­ке пред­став­ле­ны пре­иму­ще­ства, кото­рые дает соче­та­ние сол­неч­ной энер­ге­ти­ки и тра­ди­ци­он­но­го сель­ско­го хозяй­ства фер­ме­рам. См. печат­ную вер­сию НСХ-5/18

В год уста­нов­ка про­из­во­дит 245 666 кВт∙ч энер­гии. «Этот резуль­тат при­мер­но на треть пре­вы­ша­ет сред­не­не­мец­кий пока­за­тель, – раду­ет­ся Шин­де­ле, – реша­ю­щее зна­че­ние име­ет бифа­ци­аль­ный сол­неч­ный модуль, обрат­ная сто­ро­на кото­ро­го улав­ли­ва­ет отра­жен­ные от мест­но­сти лучи. При бла­го­при­ят­ных усло­ви­ях, напри­мер при нали­чии снеж­но­го покро­ва, про­дук­тив­ность может быть на 25% выше!»

Вовле­чен­ная в про­ект ком­па­ния BayWa re, отве­чав­шая за воз­ве­де­ние и регу­ли­ро­ва­ние нагруз­ки на соляр­ную уста­нов­ку, про­ве­ла оцен­ку потреб­ле­ния энер­гии: суточ­ная дина­ми­ка полу­че­ния энер­гии с паш­ни хоро­шо соче­та­ет­ся с потреб­ле­ни­ем энер­гии на фер­ме. В сол­неч­ные меся­цы днев­ное потреб­ле­ние почти пол­но­стью удо­вле­тво­ря­лось за счет модуля.

При­мер­но 40% про­из­во­ди­мо­го сол­неч­ны­ми бата­ре­я­ми элек­три­че­ства было исполь­зо­ва­но напря­мую в хозяй­стве, для заряд­ки элек­тро­мо­би­ля и пере­ра­бот­ки про­дук­ции. Фер­ме­ры, рабо­та­ю­щие по систе­ме Demeter, пла­ни­ру­ют за счет опти­ми­за­ции потреб­ле­ния и исполь­зо­ва­ния акку­му­ля­то­ров уве­ли­чить долю исполь­зо­ван­но­го само­сто­я­тель­но элек­три­че­ства до 70%.

Избы­ток элек­три­че­ства заби­ра­ет парт­нер про­ек­та – элек­тро­стан­ция Шёнау. «Мы сто­им в самом нача­ле, – гово­рит Шин­де­ле. – В буду­щем воз­мож­но созда­вать в Гер­ма­нии подоб­ные уста­нов­ки сово­куп­ной мощ­но­стью до 3 МВт, ком­би­ни­ро­вать их с акку­му­ля­то­ра­ми, при­ме­нять на робо­ти­зи­ро­ван­ных мини-фер­мах (т. н. Swarmfarming) мини­а­тюр­ные маши­ны на элек­тро­при­во­де, напри­мер, для про­пол­ки сорняков».

Многообразие возможностей

Мно­го­обе­ща­ю­щие пер­спек­ти­вы откры­ва­ют­ся и для «орга­ни­че­ской» сол­неч­ной энер­ге­ти­ки. Речь идет об исполь­зо­ва­нии плен­ки со спе­ци­аль­ным покры­ти­ем, кото­рая может быть инте­гри­ро­ва­на в теп­ли­цы или укры­тия от града.

«Мы можем управ­лять про­хож­де­ни­ем све­та луч­ше, чем в тра­ди­ци­он­ных моду­лях. А это очень инте­рес­но для ново­го соче­та­ния сель­ско­го хозяй­ства и сол­неч­ной энер­ге­ти­ки (в Гер­ма­нии его назва­ли агро­фо­то­воль­та­и­ка), посколь­ку фото­син­тез «настро­ен» на часть све­то­во­го спек­тра, не сов­па­да­ю­щую с про­из­во­дя­щей энер­гию, – гово­рит руко­во­ди­тель проекта».

Инте­рес­ным пред­став­ля­ет­ся и при­ме­не­ние цвет­ных пле­нок, кото­рые мень­ше будут нару­шать опти­ку ланд­шаф­та. Боль­шие воз­мож­но­сти, осо­бен­но в засуш­ли­вых реги­о­нах, дает ком­би­на­ция сол­неч­ных бата­рей, зем­ле­де­лия и мели­о­ра­ции – или реге­не­ра­ции воды с исполь­зо­ва­ни­ем энер­гии солн­ца. Сто­ит поду­мать о воз­мож­но­сти ком­би­ни­ро­вать сол­неч­ные бата­реи с воз­де­лы­ва­ни­ем таких куль­тур, как пло­до­вые, хмель, яго­ды, вино­град, а так­же с живот­но­вод­ством. Об этом пока толь­ко заду­мы­ва­ют­ся – про­ект APV-RESOLA завер­шит­ся в 2019 году.

Затраты различаются

Шин­де­ле наде­ет­ся, что при раз­ра­бот­ке пра­вил кон­кур­сов по инно­ва­ци­ям про­ек­ты, соче­та­ю­щие сол­неч­ную энер­ге­ти­ку с сель­ским хозяй­ством, выде­лят в отдель­ный сегмент.

«Пото­му что – несмот­ря на при­лич­ный эко­но­ми­че­ский эффект – они не могут кон­ку­ри­ро­вать с тра­ди­ци­он­ным плос­кост­ным раз­ме­ще­ни­ем на сво­бод­ных пло­ща­дях, – добав­ля­ет руко­во­ди­тель про­ек­та. – Себе­сто­и­мость кВт энер­гии уста­нов­ки в Хег­гель­ба­хе состав­ля­ет 11,5 евроцентов».

Если раз­ме­щать моду­ли ниже – на высо­те 3 – 4 мет­ра – над пло­до­вы­ми дере­вья­ми или вино­град­ни­ка­ми, по его рас­че­там, себе­сто­и­мость элек­три­че­ства сни­зит­ся до 8 – 9 евро­цен­тов за кВт∙ч.

Но обыч­ные сол­неч­ные бата­реи в Гер­ма­нии про­из­во­дят элек­три­че­ство по себе­сто­и­мо­сти ниже 5 евро­цен­тов за кВт∙ч. Кро­ме того, у них ряды моду­лей выстро­е­ны тес­нее, что­бы сол­неч­ный свет не про­ни­кал на зем­лю. В срав­не­нии с ними коли­че­ство сол­неч­но­го элек­три­че­ства на еди­ни­цу пло­ща­ди в агро­со­ляр­ном про­ек­те состав­ля­ет все­го 20%.

С зави­стью смот­рит Шин­де­ле на гра­ни­цу с Фран­ци­ей: там сей­час про­во­дят­ся спе­ци­аль­ные аук­ци­о­ны на мощ­но­сти от 15 МВт для таких ком­би­ни­ро­ван­ных уста­но­вок. Одна уста­нов­ка мощ­но­стью 1,2МВт пред­ла­га­ет элек­три­че­ство за 10 евро­цен­тов за кВт∙ч.

Самый боль­шой рынок для агро­со­ляр­ных про­ек­тов – Китай. Там реа­ли­зо­ва­ны про­ек­ты мощ­но­стью свы­ше 2 ГВт. Самый боль­шой про­ект на 700 МВт рас­по­ло­жен на краю пусты­ни Гоби – здесь с капель­ным оро­ше­ни­ем выра­щи­ва­ют яго­ды. Китай­ское пра­ви­тель­ство гово­рит о воз­вра­ще­нии к жиз­ни дегра­ди­ро­вав­ших сель­хоз­уго­дий. В Япо­нии рабо­та­ют уже несколь­ко сотен про­ек­тов мощ­ность от 50 до 300 кВт. Они полу­ча­ют осо­бую под­держ­ку, посколь­ку оста­нав­ли­ва­ют отток насе­ле­ния из сель­ской мест­но­сти и поз­во­ля­ют фер­ме­рам дивер­си­фи­ци­ро­вать доходы.