Фото: фирма

Выжать максимум

Фото: фирма

Редакция журнала «Новое сельское хозяйство»


Ина Рёпке, аграрный журналист, ФРГ

Поделитьтся

Уста­нов­ка  сол­неч­ных пане­лей на зем­лях сель­хоз­на­зна­че­ния поз­во­ля­ет сов­ме­щать аграр­ную дея­тель­ность и про­из­вод­ство элек­тро­энер­гии. Такой функ­ци­о­нал, как защи­та от гра­да и зате­не­ния, улуч­ша­ет эко­но­ми­ку проектов.

Фотовольтаика в сельском хозяйстве

Фаби­ан Карт­ха­ус и его дво­ю­род­ный брат Йозеф Кне­ер – моло­дые фер­ме­ры из зем­ли Север­ный Рейн – Вест­фа­лия (ФРГ). От поле­вод­ства в его клас­си­че­ском вари­ан­те, как это при­ня­то в фер­мер­ских хозяй­ствах, моло­дые люди хоте­ли бы отка­зать­ся. По край­ней мере частич­но. Что может быть луч­ше, чем зало­жить ягод­ные план­та­ции непо­да­ле­ку от места житель­ства и про­сто сни­мать уро­жай? Поми­мо зем­ля­ни­ки и мали­ны для само­сто­я­тель­но­го сбо­ра пред­при­ни­ма­те­ли меч­та­ют пред­ло­жить голу­би­ку. Эту яго­ду в теп­ли­цах выра­щи­ва­ют повсе­мест­но, но летом куль­ту­ра нуж­да­ет­ся в при­те­не­нии. Так Фаби­а­ну и Йозе­фу при­шла в голо­ву идея сов­ме­стить «при­ят­ное с полез­ным» – уста­но­вить на кры­шах теп­лиц сол­неч­ные пане­ли. Осмот­ре­лись на рын­ке. Ока­за­лось, что клас­си­че­ские моду­ли «стек­ло-фоль­га» про­пус­ка­ли слиш­ком мало све­та, столь необ­хо­ди­мо­го рас­те­ни­ям. В ито­ге при­ня­ли реше­ние постро­ить два высот­ных сол­неч­ных моду­ля, поз­во­ля­ю­щих одно­вре­мен­но полу­чать достой­ный уро­жай ягод, обес­пе­чив рас­те­ния необ­хо­ди­мым уров­нем осве­ще­ния, и про­из­во­дить сол­неч­ную электроэнергию.

Сол­неч­ные моду­ли в сель­ском хозяй­стве нахо­дят себе при­ме­не­ние еще не столь часто, как поз­во­ля­ет их потен­ци­ал. Этот нише­вый рынок экс­пер­ты оце­ни­ва­ют очень высо­ко: по дан­ным Инсти­ту­та сол­неч­ных энер­го­си­стем (Fraunhofer ISE), на сего­дня миро­вая мощ­ность сол­неч­ных пане­лей, раз­ме­щен­ных на зем­лях сель­хоз­на­зна­че­ния, состав­ля­ет 2,9 ГВт. А в одной толь­ко Гер­ма­нии тех­ни­че­ский потен­ци­ал агро­фо­то­воль­та­и­ки равен 1,7 ТВт.

«Уни­вер­саль­ных стан­дар­тов пока не суще­ству­ет. В том, что каса­ет­ся сол­неч­ных моду­лей сель­хоз­на­зна­че­ния, мы сто­им в самом нача­ле пути, – отме­ча­ет Кри­стоф Мейр, мене­джер цен­тра энер­ге­ти­ки Австрий­ско­го тех­но­ло­ги­че­ско­го инсти­ту­та. В рам­ках сво­ей иссле­до­ва­тель­ской рабо­ты Мейр срав­ни­ва­ет раз­лич­ные кон­струк­ции сол­неч­ных моду­лей, при­ме­ня­е­мых в сель­ском хозяйстве.

Пилотный проект Хеггельбах

В 2016 году на базе Инсти­ту­та Fraunhofer ISE в окрест­но­стях Боден­ско­го озе­ра был вве­ден в экс­плу­а­та­цию проб­ный сол­неч­ный модуль. Необыч­ной в этом про­ек­те была и опти­ка, и сам спо­соб стро­и­тель­ства: на сель­хоз­зем­лях общи­ны Хег­гель­бах на пяти­мет­ро­вой высо­те был уста­нов­лен сол­неч­ный модуль «стек­ло-стек­ло», так­же часто назы­ва­е­мый дву­сто­рон­ним, и его мощ­ность соста­ви­ла 194 кВт.

Мон­таж сол­неч­ных пане­лей на проч­ных сталь­ных кон­струк­ци­ях остав­лял доста­точ­но места для про­хо­да сель­хоз­тех­ни­ки под моду­лем, что дава­ло воз­мож­ность фер­ме­рам полу­чить с земель­ных уго­дий допол­ни­тель­ный доход. В то же вре­мя в силу высо­ких затрат на стро­и­тель­ство такие систе­мы моду­лей по срав­не­нию с отдель­но сто­я­щи­ми сол­неч­ны­ми бата­ре­я­ми обхо­дят­ся зна­чи­тель­но дороже.

Если объ­ект в Хег­гель­ба­хе носил ско­рее иссле­до­ва­тель­ский харак­тер, ком­па­ния Next2Sun сра­зу пози­ци­о­ни­ро­ва­ла свой про­ект по стро­и­тель­ству «сол­неч­ных изго­ро­дей» как ком­мер­че­ский. Фир­ма из г. Мер­циг (феде­раль­ная зем­ля Заар­ланд) постро­и­ла вер­ти­каль­ный модуль «стек­ло-стек­ло», ори­ен­ти­ро­ван­ный в направ­ле­нии восток-запад, уста­но­вив его на сталь­ных балоч­ных опо­рах. Такое реше­ние поз­во­ли­ло оста­вить сво­бод­ны­ми око­ло 90 % пло­ща­ди сель­хоз­уго­дий, а живот­ные и тех­ни­ка могут сво­бод­но пере­дви­гать­ся меж­ду кон­струк­ци­я­ми. Пер­вый ком­мер­че­ский модуль был вве­ден в экс­плу­а­та­цию в 2020 году в город­ке Донау­э­шин­ген: на 14 га зем­ли здесь раз­ме­ще­но 5 800 эле­мен­тов и смон­ти­ро­ва­на почти 1 000 дву­сто­рон­них сол­неч­ных моду­лей. Общая про­из­во­ди­тель­ность систе­мы, по дан­ным фир­мы Next2Sun, соста­ви­ла 4,1 МВт, а годо­вое про­из­вод­ство энер­гии достиг­ло 4 850 МВт∙ч.

До ста­дии ком­мер­ци­а­ли­за­ции про­из­во­ди­тель сол­неч­ных пане­лей Next2Sun дово­ди­ла про­ект вме­сте с това­ри­ще­ством Solverde Bürgererkraftwerke Energiegenossenschaft eG. Кро­ме вари­ан­та «сол­неч­ной изго­ро­ди» кли­ен­ту теперь мож­но пред­ло­жить систем­ную кон­цеп­цию с сол­неч­ны­ми трекерами.

«Оба вари­ан­та име­ют свои пре иму­ще­ства и недо­стат­ки, – объ­яс­ня­ет Франк Аль­берс, руко­во­ди­тель про­ек­та и парт­нер Solverde Projektentwicklungsgesellschaft. – Самым инте­рес­ным в тре­ке­ре явля­ет­ся то, что он обес­пе­чи­ва­ет осо­бен­но высо­кую уро­жай­ность сель­ско­хо­зяй­ствен­ных куль­тур, раз­ме­щен­ных на той же пло­ща­ди. Одна­ко инве­сти­ци­он­ные затра­ты по таким про­ек­там ока­зы­ва­ют­ся выше. Вер­ти­каль­ная кон­струк­ция вызы­ва­ет реаль­ное паде­ние про­из­во­ди­тель­но­сти в обе­ден­ное вре­мя, в то вре­мя как при­ме­не­ние сол­неч­но­го тре­ке­ра поз­во­ля­ет выхо­дить на плато».

Подзарядись от солнечных панелей

После полу­че­ния всех раз­ре­ши­тель­ных доку­мен­тов систе­ма сол­неч­ных пане­лей, уста­нов­лен­ных еще в 2010 году, была модер­ни­зи­ро­ва­на. В ходе рекон­струк­ции были уста­нов­ле­ны новые дву­сто­рон­ние сол­неч­ные моду­ли и систе­мы тре­ке­ров. Все рабо­ты были завер­ше­ны вес­ной. «Посколь­ку дан­ная систе­ма функ­ци­о­ни­ро­ва­ла в рам­ках зако­на о воз­об­нов­ля­е­мых источ­ни­ках энер­гии (EEG), новая сол­неч­ная уста­нов­ка долж­на была быть такой же мощ­но­сти, что и до рекон­струк­ции», – про­дол­жа­ет рас­сказ Франк Аль­берс. Обес­пе­чив рас­сто­я­ние 12 мет­ров меж­ду ряда­ми моду­лей, фер­мер смог вер­нуть­ся на этой пло­ща­ди к какой-то сель­ско­хо­зяй­ствен­ной дея­тель­но­сти, не поте­ряв свой «энер­ге­ти­че­ский урожай».

«Воз­мож­но, име­ет смысл уста­нов­ка дву­сто­рон­них пане­лей, но надо счи­тать в каж­дом слу­чае, – добав­ля­ет Ф. Аль­берс. – Рас­сто­я­ние меж­ду ряда­ми и про­из­во­ди­тель­ность луч­ше обсуж­дать с кли­ен­том инди­ви­ду­аль­но. Что­бы полу­чать уро­жай ягод, моду­ли с сол­неч­ны­ми тре­ке­ра­ми могут быть уста­нов­ле­ны и вертикально».

Похо­жие тех­но­ло­гии есть у фран­цуз­ской ком­па­нии Sun’Agri и ита­льян­ской REM Tec. Обе фир­мы более десят­ка лет рабо­та­ют на рын­ке фото­воль­та­и­ки, обе раз­ра­бо­та­ли соб­ствен­ный софт для сол­неч­ных тре­ке­ров, помо­га­ю­щий повы­сить выход сол­неч­ной энер­гии и уве­ли­чить про­из­вод­ство сель­хоз­про­дук­ции. Как это рабо­та­ет, мож­но посмот­реть на при­ме­ре ком­па­нии REM Tec, кото­рая пред­ла­га­ет раз­лич­ные систе­мы тре­кин­га. «Меж­ду ряда­ми сол­неч­ных пане­лей мы остав­ля­ем от 12 до 18 м сво­бод­но­го про­стран­ства, что­бы создать наи­бо­лее опти­маль­ные усло­вия осве­щен­но­сти рас­те­ний, – рас­ска­зы­ва­ет управ­ля­ю­щий дирек­тор ком­па­нии Рональд Кно­хе. – Ком­пью­тер­ная про­грам­ма регу­ли­ру­ет осве­щен­ность и тем­пе­ра­ту­ру на участ­ке, поз­во­ляя сгла­дить кон­ку­рен­цию меж­ду рас­те­ни­я­ми и сол­неч­ны­ми пане­ля­ми за интен­сив­ность инсо­ля­ции. Мы долж­ны гаран­ти­ро­вать фер­ме­ру, что выход уро­жая с этой же пло­ща­ди будет такой же, как если бы сол­неч­ных пане­лей не сто­я­ло вовсе. В иде­аль­ном слу­чае каче­ство уро­жая долж­но стать выше так, что­бы фер­мер мог про­дать свою про­дук­цию по более доро­гой цене».

Ягодам – оптимальные условия

В ито­ге изу­че­ния рын­ка Фаби­ан Карт­ха­ус и Йозеф Кне­ер выбра­ли для сво­их план­та­ций ста­ци­о­нар­ные сол­неч­ные пане­ли GMS Double от ком­па­нии MKG Göbel, адап­ти­ро­ван­ные для воз­де­лы­ва­ния ягод­ни­ков. В общей слож­но­сти над ними на трех­мет­ро­вой высо­те было уста­нов­ле­ны 2 343 сол­неч­ных моду­ля типа «стек­ло- стек­ло» сово­куп­ной мощ­но­стью 740 кВт. Систе­ма ори­ен­ти­ро­ва­на на восток и на запад. При­ме­ча­тель­но, что в дан­ном слу­чае в утрен­ние и пред­ве­чер­ние часы выход сол­неч­ной энер­гии ока­зал­ся выше, чем если бы все сол­неч­ные пане­ли были обра­ще­ны стро­го на юг. Избы­ток элек­тро­энер­гии пода­ет­ся в обще­ствен­ные сети. Таким обра­зом, дву­сто­рон­ние моду­ли обес­пе­чи­ва­ют доста­точ­ную сте­пень зате­не­ния для ягод­ных кустар­ни­ков, в то же вре­мя защи­щая их от гра­да. Бла­го­да­ря стек­лян­ной зад­ней части моду­ля и боль­шо­му рас­сто­я­нию меж­ду ряда­ми систе­ма про­пус­ка­ет доста­точ­ное коли­че­ство сол­неч­но­го све­та. Рас­по­ло­же­ние сол­неч­ных пане­лей на боль­шой высо­те поз­во­ля­ет сво­бод­но осу­ществ­лять пере­ме­ще­ние сельхозтехники.

Сол­неч­ные пане­ли вве­де­ны в экс­плу­а­та­цию вес­ной 2021-го, и теперь появит­ся воз­мож­ность срав­нить уро­жай­ность ягод­ных куль­тур, выра­щи­ва­е­мых на обыч­ных полях и на «сол­неч­ных плантациях».

Как пола­га­ют экс­пер­ты, боль­шое раз­но­об­ра­зие тре­бо­ва­ний к сол­неч­ным пане­лям, раз­ме­ща­е­мым на зем­лях сель­хоз­на­зна­че­ния, дает пред­став­ле­ние о том, насколь­ко слож­ны раз­ра­бот­ка и реа­ли­за­ция таких про­ек­тов на практике.

 

Читайте также

Оставить комментарий

Your email address will not be published. Required fields are marked *