Deși crizele securității alimentare și schimbările climatice fac furori în lume, există o nouă inovație care poate rezolva problemele din agricultură. Agrivoltaica-acesta este termenul pentru o metodă care face posibilă producerea de energie solară și cultivarea plantelor în același domeniu-este unul dintre cele mai eficiente mijloace de rezolvare a problemei utilizării terenurilor în legătură cu agricultura și energia regenerabilă. Oamenii nu numai că dovedesc ideea cu teoria, dar o folosesc și în practică. Există mai multe proiecte reale din diferite părți ale lumii care vizează utilizarea tehnologiei agrovoltaice.
Știința din spatele sinergiei
În esență, agrovoltaica contestă o ipoteză-de mult timp: că fermele solare și terenurile agricole se exclud reciproc. Prin ridicarea panourilor, distanțarea rândurilor pentru a găzdui mașinile sau instalarea de rețele bifaciale verticale, aceste sisteme permit culturilor să crească sub sau între panouri în timp ce generează electricitate curată deasupra. Beneficiile se extind cu mult dincolo de eficiența terenurilor.
În jurnalul Renewable and Sustainable Energy Reviews, o evaluare extinsă a determinat că mai multe studii au demonstrat că raportul dintre suprafața echivalentă (REA) este mai mare de 1,2, ceea ce indică eficiența sistemelor agrovoltaice în comparație cu diferite sisteme de unică-utilizare care produc cu până la 20% mai multă producție agricolă. În unele cazuri, REA a fost de până la 4,40, permițând astfel creșterea de patru-ori a producției unui anumit teren.
Rezultatele influenței microclimatice fac și ele demne de privit. Panourile solare oferă umbră, ceea ce duce la o temperatură mai scăzută a baldachinului și a solului și la o evapotranspirație mai scăzută și, ca rezultat, rămâne mai multă umiditate în sol. Acest lucru a devenit deosebit de util pentru agricultura în zonele uscate, deoarece economisirea resurselor de apă în condiții de climă uscată devine foarte importantă în zilele noastre. În plus, există multe culturi, în special legume cu frunze, fructe de pădure și plante furajere, care pot crește bine la umbra panourilor solare cu o creștere a randamentului de peste 10%.
Povești de succes la nivel global
Poate că niciun proiect nu ilustrează mai bine promisiunea agrovoltaicilor decât un studiu danez recent de la Universitatea Aarhus. Cercetătorii au instalat două tipuri de panouri solare bifaciale într-un loc de testare din Foulum: un sistem tradițional orientat spre sud-înclinat și unul vertical cu orientare est-vest-. Rezultatele au fost izbitoare. Amestecuri de grâu și iarbă-trifoi au crescut la fel de bine între panourile verticale ca și în câmpuri deschise. "Chiar și cu ceva umbră, randamentul pe metru pătrat este aproape același. Culturile nu par să le deranjeze prezența panourilor solare și le place protecția împotriva vântului pe care o oferă", a explicat profesorul Uffe Jørgensen de la Departamentul de Agroecologie.
Configurația verticală s-a dovedit, de asemenea, mai eficientă pe teren-. Cercetătorii au calculat că, dacă ar produce aceeași cantitate de electricitate și hrană folosind terenuri separate, ar avea nevoie de 18 până la 26% mai multă suprafață. Și pentru că panourile ocupă doar aproximativ 10 la sută din câmp, echipamentele agricole standard pot funcționa fără întreruperi.
În Germania, instalația demonstrativă agrovoltaică RWE de 3,2 megawați din Bedburg testează trei soluții tehnice diferite pe șapte hectare. Cele 6.100 de module solare ale instalației generează suficientă energie electrică pentru a alimenta 1.044 de case, în timp ce fermierii locali recoltează grâu, orz și zmeură din aceleași câmpuri. Rezultatele inițiale sunt încurajatoare: recoltele au fost de bună calitate și au fost comparabile ca randament cu locațiile gestionate în mod convențional.
China a preluat conducerea în implementarea agrovoltaicilor la scară globală. Țara a întreprins un total de 513 proiecte agrovoltaice cunoscute public, însumând o capacitate totală de 31 gigawați în ultimii zece ani. Centrala electrică agricolă Xiaozhaiba de 177 de hectare din provincia Guizhou a generat 1,82 miliarde kWh de electricitate de la conectarea la rețea în ianuarie 2023, cu peste 701 milioane kWh generați doar în anul 2025. Fermierii din zona centralei au plantat cu succes sparanghelul cochinchinensis, care este o plantă medicinală care prosperă în medii umbrite, sub panourile solare. Proiectul a închiriat peste 600 de mu de teren și a creat locuri de muncă pentru peste 120 de oameni din sat. Proiectul agrovoltaic a demonstrat modelul care ar putea genera peste 20.000 de yuani, adică aproximativ 2.738 USD per mu anual. Potrivit cercetătorilor, capacitatea teoretică a agrovoltaicilor în această țară este de peste 60.000 de gigawați cu utilizarea terenului în baza principiului de utilizare duală a terenului.
Economie: un nou flux de venituri pentru fermele în dificultate
Fermierii care se confruntă cu prețuri imprevizibile ale produselor lor pot câștiga mult din punct de vedere financiar prin intermediul agrovoltaicilor. Cercetătorii de la Universitatea Cornell dezvăluie că dacă un rând dintr-o podgorie de struguri Concord este scos și instalat în schimb cu panouri solare bifaciale, fermierul poate beneficia, ceea ce i-ar putea oferi fermierului până la 400 de dolari pe acru în fiecare an. „Astfel, în jur de 80 de mii de dolari poate fi câștigat de un fermier”, comentează studiul. În Illinois, fermierul Matt Riggs prezice că agrovoltaica îi poate oferi în jur de 1000 de dolari pe acru de teren folosit pentru agrovoltaic și să câștige de 10 ori mai mult decât înainte.
Un studiu de caz al fermei de lapte publicat înJournal of Animal Sciencea constatat că integrarea energiei solare fotovoltaice în pășune ar putea crește eficiența terenurilor cu până la 75 la sută, ajutând în același timp producătorii să devină mai puțin dependenți de combustibilii fosili și să reducă costurile de producție. În Italia, un studiu de caz de cartofi a arătat că, în ciuda unei reduceri de 15% a randamentului culturilor la umbră, sistemele agrovoltaice au atins un raport echivalent teren de 1,58 și o rată internă de rentabilitate de 13%, reducând decalajul cu PV-montat pe sol.
Provocări și calea înainte
Cu toate acestea, agrovoltaica nu este lipsită de obstacole. Criticii subliniază că aceste sisteme sunt de obicei cu 20 până la 90 la sută mai costisitoare de instalat decât sistemele PV convenționale. Selectarea culturilor rămâne critică-în timp ce legumele cu frunze și livezile au rezultate bune la umbră, cerealele, culturile rădăcinoase și leguminoasele au arătat o sensibilitate mai mare la lumina redusă. Fermierii își exprimă, de asemenea, îngrijorări cu privire la potențiala pierdere a productivității agronomice, nevoia de-certitudine pe termen lung și complexitatea lucrului în jurul infrastructurii solare.
Politica se ridică, însă. Numai în Statele Unite, au fost luate în considerare cel puțin 12 facturi agrovoltaice în nouă state în 2025. Consiliul de utilități publice din New Jersey a adjudecat recent 16 proiecte în valoare totală de 52,06 megawați în prima solicitare a programului său pilot cu dublă utilizare agricolă. New York a propus un credit fiscal pentru producția agricolă pentru a stimula fermierii să integreze energia solară cu producția agricolă.
Un model pentru viitor
În condițiile în care terenurile devin rare și concurența pentru producția de alimente și producția de energie fiind la apogeu, agrovoltaica pare a fi soluția la problemă. Experiențele din Danemarca, Germania și China indică faptul că putem avea atât hrană, cât și energie din același pământ. Proiectarea adecvată, sprijinul guvernamental adecvat și cercetarea continuă ne vor permite să susținem fermele și să asigurăm un trai decent în zonele rurale, producând în același timp energia de care avem nevoie din aceeași zonă.
