Østerrike kunne utnytte 90 TWh agrovoltaik ved å bruke 5–16 % av avlingsarealet

En forskningsgruppe ledet av Østerrikes universitet for naturressurser og biovitenskap, Wien, gjennomførte en tekno-økonomisk analyse av potensialet til landets agrovoltaiske installasjoner, og kombinerte lønnsomhetsvurderinger for både solcelleproduksjon og landbruksproduksjon.

"Vår artikkel presenterer, så vidt vi vet, det første integrerte rammeverket som kombinerer simulering av både PV-elektrisitetsproduksjon og landbruksproduksjon for agrovoltaiske systemer på nivå med et helt land, inkludert klimaendringer," sa den korresponderende forfatteren Isabelle Grabner til magasinet pv. "I vår forskning undersøkte vi reduksjoner i avlingsproduksjon for Østerrike på grunn av solcelleutvidelse på jordbruksareal.

"Vi sammenlignet aggressiv utplassering av agrovoltaikk og typiske-bakkemonterte solcelleinstallasjoner som er nødvendige for å nå klimanøytralitetsmål," la Grabner til. "Videre viste begrensede klimaendringers tilpasningseffekter under agrovoltaik, men sistnevnte resultater er svært avhengig av de valgte avlingene så vel som-landsspesifikke."

For å gjennomføre analysen brukte teamet et modulært simuleringsrammeverk, ved å bruke etablert programvare der det var tilgjengelig og utviklet nye løsninger etter behov. Rammeverket er tilgjengelig online under GPL-lisensen. Ved å bruke EU-data fra den policy-integrerte klimamodellen (EPIC), klassifiserte forskerne først områder som var egnet for agrovoltaisk bruk, ved å bruke filtre som et minimum tilkoblet jordbruksareal på 1 ha, en maksimal gjennomsnittlig helning på 20 grader og en maksimal høyde på 1950 m over havet.

Elektrisitetsproduksjon ble simulert med PVlib, ved å bruke global horisontal bestråling (GHI) data fra en klimasimulering på et 1 km rutenett. EPIC ble brukt til å modellere nøkkelmiljøprosesser og plantevekst på tomtenivå, med daglige tidstrinn og en romlig oppløsning på 1 km × 1 km. Scenariene inkorporerte interaksjoner mellom miljøforhold og forvaltningspraksis, inkludert vekstskifte, for avlinger som erter, soyabønner, poteter, alfalfa, sommerbygg og havre.

Klimadata var basert på observasjoner fra 1981–2020 og fremskrivninger fra 2031–2070. To grunnscenarier ble testet: landbruksproduksjon uten PV-system og bakkemontert PV uten landbruk. Agrivoltaiske scenarier inkluderte overhead-stilte systemer, sørvendte-med en installasjonshøyde på ca. 10 m, og vertikale bifacial-systemer med en radavstand på 10 m og to bifacial-paneler stablet vertikalt. Hvert system ble evaluert under lav-, middels- og høykostnadsscenarier.

Analysen viste at i Østerrike genererer jordmonterte solcelleanlegg 1 173 MWh/ha, oppstilte agrivoltaiske systemer 684 MWh/ha og vertikale agrivoltaiske systemer 373 MWh/ha elektrisitet. Fortjenesteforhold i forhold til landbruksproduksjon alene varierte fra 10:1 til 50:1 for vertikale systemer, opptil 60:1 for oppstilte systemer og opptil 100:1 for bakken{14}}montert PV.

"For å oppnå 90 TWh/år elektrisitetsproduksjon fra solcelle-PV på dyrket mark, en øvre grense i alle klimanøytralitetsscenarier, kreves en mengde på 5%–16% av det totale avlingsarealet," konkluderte teamet. "De nødvendige arealene og den simulerte reduksjonen i utbyttet innebærer at tapet i østerriksk avlingsproduksjon vil nå 2%–6%. Bare agrivoltaiske systemer kan oppnå produksjonstap i den nedre enden av det observerte området. Klimaendringers tilpasningseffekter av agrivoltaiske systemer er små."

Forskningens funn er tilgjengelig i «The techno-economic potentials of agrivoltaic installations in Austria», publisert i Renewable Energy. Forskere fra Østerrikes BOKU-universitet og Federal Institute of Agricultural Economics har deltatt i studien.