Сол­неч­ные бата­реи – не новин­ка и в сель­ском хозяй­стве. Но о том, что­бы исполь­зо­вать пло­ща­ди под сол­неч­ны­ми бата­ре­я­ми для выра­щи­ва­ния сель­хоз­куль­тур с целью уве­ли­че­ния рен­та­бель­но­сти, в отрас­ли заду­ма­лись недавно.

Солнечная энергия в АПК

На сель­хоз­пред­при­я­тии Пита Аль­бер­са, рас­по­ло­жен­ном в гол­ланд­ской про­вин­ции Гель­дер­ланд, вы не най­де­те при­выч­ные «тун­не­ли» теп­лиц, как обыч­но выгля­дят план­та­ции мали­ны, – кусты высо­той око­ло 2,5 м про­из­рас­та­ют под при­кры­ти­ем сол­неч­ных уста­но­вок. Такая «кры­ша» слу­жит рас­те­ни­ям защи­той от обиль­ных дождей и гра­да и одно­вре­мен­но выра­ба­ты­ва­ет электроэнергию.

Двух­мет­ро­вые моду­ли уста­нов­ки осо­бым обра­зом смон­ти­ро­ва­ны в систе­му раз­ра­бот­ки немец­ко­го кон­цер­на BayWa. Сол­неч­ные моду­ли име­ют уклон 10 гра­ду­сов на восток и запад: таким обра­зом созда­ет­ся подо­бие доми­ка для двух рядов мали­но­вых кустов. «Кро­ме того, в систе­му вклю­че­на шпа­ле­ра, по кото­рой рас­те­ния тянут­ся вверх», – рас­ска­зы­ва­ет Эдгар Гим­бел, гла­ва депар­та­мен­та про­ек­ти­ро­ва­ния элек­тро­стан­ций кон­цер­на BayWa Solar Projects.

Полная защита

Меж­ду ряда­ми уста­но­вок – узкий про­ход. Он выпол­ня­ет роль вытяж­ки, выго­няя влаж­ный воз­дух и пре­пят­ствуя рас­про­стра­не­нию пле­се­ни на яго­дах. Над про­хо­дом допол­ни­тель­но натя­ну­та мел­кая сет­ка, кото­рая рас­се­и­ва­ет дож­де­вые осад­ки и рас­пре­де­ля­ет вла­гу. Подоб­ным обра­зом уда­ет­ся укрыть кусты, рас­ту­щие по кра­ям уста­но­вок, от повре­жде­ния тяже­лы­ми кап­ля­ми дождя.

Спе­ци­аль­ные полу­про­зрач­ные кри­стал­ли­че­ские сол­неч­ные бата­реи про­пус­ка­ют доста­точ­но све­та для опти­маль­но­го роста рас­те­ний. Две стек­лян­ные пла­сти­ны рас­по­ла­га­ют­ся друг от дру­га на срав­ни­тель­но боль­шом рас­сто­я­нии, про­пус­кая при­мер­но 25 % сол­неч­но­го света.

Что­бы выяс­нить, как зате­не­ние вли­я­ет на уро­жай­ность мали­ны, часть кустов была выса­же­на под обыч­ны­ми сол­неч­ны­ми уста­нов­ка­ми, про­пус­ка­ю­щи­ми все­го 10 % све­та. Дру­гая часть опыт­ной делян­ки была отве­де­на под раз­ме­ще­ние про­зрач­ных пла­сти­ко­вых теп­лиц. Уже пер­вые полу­чен­ные резуль­та­ты ока­за­лись поло­жи­тель­ны­ми. По сло­вам Э. Гим­бе­ла, уро­жай­ность мали­ны, про­из­рас­та­ю­щей под полу­про­зрач­ны­ми моду­ля­ми (мощ­но­стью 150 кВт), отли­ча­ет­ся от пока­за­те­ля, достиг­ну­то­го в теп­ли­цах, все­го на 20%. Уро­жай­ность же куль­ту­ры под обыч­ны­ми сол­неч­ны­ми бата­ре­я­ми (мощ­но­стью 175 кВт) из‑за силь­но­го зате­не­ния сокра­ти­лась на 50%. Пози­тив­ным побоч­ным эффек­том ста­ла мини­ми­за­ция ожо­гов рас­те­ний, часто воз­ни­ка­ю­щих при выра­щи­ва­нии мали­ны в поли­эти­ле­но­вых теплицах.

«Кро­ме того, убо­роч­ные рабо­ты про­ще кон­тро­ли­ро­вать и мож­но про­во­дить в тече­ние более дол­го­го пери­о­да вре­ме­ни, посколь­ку сред­няя тем­пе­ра­ту­ра в тени уста­но­вок при­мер­но на пять гра­ду­сов ниже, чем сна­ру­жи. Про­хла­да под моду­ля­ми дает воз­мож­ность работ­ни­кам тру­дить­ся даже в полу­ден­ное вре­мя. В то же вре­мя замед­ля­ет созре­ва­ние, поз­во­ляя избе­жать мас­со­во­го пика про­дук­тив­но­сти, сопря­жен­но­го со сни­же­ни­ем цен», – поде­лил­ся мне­ни­ем Э. Гим­бел. Допол­ни­тель­ным пре­иму­ще­ством выра­щи­ва­ния куль­тур под при­кры­ти­ем сол­неч­ных бата­рей явля­ет­ся срок их служ­бы – не менее 30 лет. Пле­ноч­ные же наве­сы необ­хо­ди­мо менять каж­дые шесть лет.

В бли­жай­шем буду­щем в пла­ны Пита Аль­бер­са вхо­дит уста­нов­ка сол­неч­ных бата­рей над всей мали­но­вой план­та­ци­ей, рас­ки­нув­шей­ся на пло­ща­ди трех гек­та­ров. Таким обра­зом, общая мощ­ность сол­неч­ной элек­тро­стан­ции в хозяй­стве соста­вит не менее трех мегаватт.

Одна­ко для даль­ней­шей опти­ми­за­ции уро­жай­но­сти нуж­но исполь­зо­вать моду­ли с еще боль­шим све­то­про­пус­ка­ни­ем. Инже­не­ры рабо­та­ют в этом направ­ле­нии. «В насто­я­щее вре­мя мы раз­ра­ба­ты­ва­ем новые полу­про­зрач­ные моду­ли с про­пус­ка­ни­ем 33% све­та», – гово­рит Э. Гим­бел. Он исхо­дит из того, что­бы в буду­щем раз­ни­ца в пока­за­те­лях уро­жай­но­сти куль­тур под бата­ре­я­ми и в теп­ли­цах не пре­вы­ша­ла 10%.

Несмот­ря на то что сол­неч­ные уста­нов­ки в таком слу­чае будут про­из­во­дить мень­ше элек­три­че­ства, по оцен­ке Э. Гим­бе­ла, объ­ем про­из­вод­ства все же будет доста­точ­но высо­ким для обес­пе­че­ния фер­мер­ско­го хозяй­ства П. Аль­бер­са. Пока что отсут­ству­ют даже дан­ные по объ­е­му про­из­вод­ства элек­тро­энер­гии тесто­вых уста­но­вок, посколь­ку нет воз­мож­но­сти под­клю­че­ния к сети.

«Домик» для винограда

Широ­кие пер­спек­ти­вы аграр­ная фото­воль­та­и­ка име­ет в немец­ком пло­до­вод­стве и вино­гра­дар­стве. Одна­ко до сих пор в Гер­ма­нии не реа­ли­зо­ва­но ни одно­го про­ек­та, подоб­но­го про­ве­рен­но­му в хозяй­стве П. Аль­бер­са в Баб­бе­ри­хе. Ранее самый круп­ный и извест­ный пилот­ный про­ект стар­то­вал на одной тре­ти гек­та­ра пахот­ных земель пред­при­я­тия Demeter‑Hof в Хег­гель­ба­хе (рай­он­ный центр Зиг­ма­рин­ген) в рам­ках научно‑исследовательского про­ек­та APV‑RESOLA (мы рас­ска­зы­ва­ли о нем в НСХ 5/18, с. 114, с кото­рым мож­но озна­ко­мить­ся на сай­те www.clck.ru/Ph4xv. – Прим. ред.). На высо­те пяти мет­ров над посе­ва­ми ози­мой пше­ни­цы, кар­то­фе­ля, сель­де­рея и кле­ве­ра были уста­нов­ле­ны кри­стал­ли­че­ские двух­сто­рон­ние стек­лян­ные моду­ли. «С тех пор тренд сме­нил­ся на уста­нов­ку сол­неч­ных бата­рей на более низ­кой высо­те», – пояс­ня­ет дирек­тор по про­ек­там в сол­неч­ной энер­ге­ти­ке ком­па­нии BayWa Бене­дикт Ортманн.

«Мы видим низ­кий потен­ци­ал таких сол­неч­ных уста­но­вок, как в Хег­гель­ба­хе, посколь­ку они слиш­ком доро­ги, затрат­ны в обслу­жи­ва­нии и неин­те­рес­ны для сель­ско­го хозяй­ства, к тому же они пло­хо впи­сы­ва­ют­ся в мест­ный ланд­шафт», – счи­та­ет Ральф Хай­не­кен, пред­ста­ви­тель Мини­стер­ства окру­жа­ю­щей сре­ды, кли­ма­та и энер­ге­ти­ки феде­раль­ной зем­ли Баден‑Вюртемберг. Одна­ко, по его сло­вам, прин­ци­пи­аль­но более высо­кий потен­ци­ал у таких сол­неч­ных бата­рей име­ет­ся при выра­щи­ва­нии пло­до­вых куль­тур и вино­гра­да, хотя эко­но­ми­че­ские и тех­ни­че­ские вопро­сы на дан­ный момент пока оста­ют­ся открытыми.

«Уста­нов­ки фото­воль­та­и­ки в аграр­ной сфе­ре очень хоро­шо под­хо­дят для воз­де­лы­ва­ния мно­го­лет­них куль­тур, напри­мер, в пло­до­вод­стве и вино­гра­дар­стве, и могут про­явить в этой сфе­ре ряд пре­иму­ществ», – уве­рен Уль­рих Майр, руко­во­ди­тель направ­ле­ния орга­ни­че­ско­го зем­ле­де­лия и сор­то­раз­ве­де­ния в экс­перт­ном цен­тре по пло­до­вод­ству Боден­зее в Бавен­дор­фе (Равенс­бург). Инве­сти­ци­он­ные затра­ты на покуп­ку сет­ки, защи­ща­ю­щей пло­до­вые куль­ту­ры в окру­ге Боден­зее, состав­ля­ют не менее 22 тыс. евро / га. Сол­неч­ные уста­нов­ки смог­ли бы вполне ее заменить.

В вино­гра­дар­стве сол­неч­ные моду­ли спо­соб­ны выпол­нять не толь­ко функ­цию защи­ты от гра­да и моро­зов, но и поз­во­ли­ли бы управ­лять содер­жа­ни­ем алко­го­ля в конеч­ном про­дук­те. В послед­нее вре­мя вино­де­лы все чаще стал­ки­ва­ют­ся с про­бле­ма­ми, вызван­ны­ми изме­не­ни­я­ми кли­ма­та: вино­град созре­ва­ет на три, а то и четы­ре неде­ли рань­ше и име­ет высо­кое содер­жа­ние саха­ров и спир­та при отсут­ствии доста­точ­но­го коли­че­ства кис­лот и внут­рен­ней спе­ло­сти. Кро­ме того, экс­тре­маль­ная жара ста­но­вит­ся все более частой при­чи­ной воз­ник­но­ве­ния ожо­гов на гроз­дях. У. Майр наде­ет­ся, что в обо­зри­мом буду­щем удаст­ся запу­стить подоб­ный пилот­ный про­ект и в виноградарстве.

И тут дело за госу­дар­ством. Алек­сан­дер Мон­дел, руко­во­ди­тель депар­та­мен­та био­эко­но­ми­ки и воз­об­нов­ля­е­мых ресур­сов Мини­стер­ства раз­ви­тия сель­ских тер­ри­то­рий зем­ли Баден‑Вюртемберг, пояс­ня­ет пози­цию ведом­ства: оно отда­ет при­о­ри­тет уста­нов­кам, про­из­ве­ден­ным на осно­ве орга­ни­че­ской химии и обла­да­ю­щим более высо­кой све­то­про­пуск­ной спо­соб­но­стью, чем кри­стал­ли­че­ские моду­ли, и луч­ше впи­сы­ва­ю­щим­ся в мест­ный ланд­шафт. Одна­ко эффек­тив­ность таких уста­но­вок низ­ка, а про­дол­жи­тель­ность служ­бы незначительна.

Испы­та­ния сол­неч­ных бата­рей в сель­ском хозяй­стве запла­ни­ро­ва­ны не толь­ко в феде­раль­ной зем­ле Баден‑Вюртемберг, но и в пло­до­вод­стве и вино­гра­дар­стве в Рейнланд‑Пфальце и Бава­рии. По ини­ци­а­ти­ве бун­дес­ра­та Мини­стер­ство эко­но­ми­ки, раз­ви­тия сель­ских тер­ри­то­рий и энер­ге­ти­ки Бава­рии созда­ло рабо­чую груп­пу, наце­лен­ную на раз­ви­тие инно­ва­ци­он­ных уста­но­вок в обла­сти аграр­ной фото­воль­та­и­ки, а так­же оцен­ку вос­при­я­тия их насе­ле­ни­ем и соче­та­е­мо­сти с ланд­шаф­том. Соот­вет­ству­ю­щий доку­мент был под­пи­сан в сен­тяб­ре 2019 года.