توسط : پژوهش جدیدی نشان می‌دهد که فاصله بین ردیف‌های پنل‌های خورشیدی عمودی نقش مهمی در تعیین توان تولیدی و بازده محصولات کشاورزی دارد. نتایج نشان داده در فاصله‌گذاری ۸ متری میان ردیف‌ها، محصولات دست‌کم ۷۵ درصد از تابش خورشیدی را دریافت می‌کنند.
پژوهشگران دانشگاه تورکو در فنلاند اثر فاصله بین ردیف پنل‌های خورشیدی عمودی را بر تولید برق و عملکرد محصولات کشاورزی در سیستم‌های اگری‌ولتائیک عمودی دوطرفه در عرض‌های جغرافیایی بالا بررسی کرده‌اند. آزمایش‌ها نشان داده که فاصله‌ای حداقل برابر با ۸ متر برای تضمین پایداری و کارایی پروژه ضروری است.
پژوهشگران تأکید کردند: «این پژوهش ماهیتی محاسباتی دارد و بر تولید انرژی و عوامل مؤثر بر سامانه‌های آگروفوتوولتائیک تمرکز می‌کند. هدف از این مطالعه، برآورد میزان سایه‌اندازی و یافتن راهکارهایی برای جلوگیری از ایجاد سایه بیش‌ازحد بر محصولات کشاورزی در سامانه‌های اگری‌ولتائیک بود.»
فاصله مناسب پنل‌های خورشیدی عمودی در سیستم‌های اگری‌ولتائیک
در این تحقیق، تیم پژوهشی با استفاده از نرم‌افزار PVsyst مدلی از یک سیستم اگری‌ولتائیک با آرایش شرقی-غربی ایجاد کرد که شامل ۱۵ ردیف ماژول در حالت افقی بود. در این طرح، فاصله ماژول‌ها از سطح زمین یک متر در نظر گرفته شد و فضای میان ردیف‌ها به زمین کشاورزی اختصاص یافت. همچنین، نیم متر فاصله در دو طرف پنل‌ها برای جلوگیری از تداخل با ماشین‌آلات کشاورزی لحاظ شد. فاصله بین ردیف‌ها در این مدل، از ۵ متر تا ۱۰۰ متر شبیه‌سازی شد. علاوه‌براین، دو سامانه رو به جنوب نیز برای مقایسه عملکرد طراحی شد.
هدف این شبیه‌سازی‌ها، ارزیابی میزان سایه در عرض‌های جغرافیایی بالا، بررسی تأثیر سایه‌اندازی ناشی از پنل‌ها بر تولید برق و بازده محصولات کشاورزی و همچنین تحلیل اثر نوع محصول بر میزان آلبدو (بازتابندگی سطح) بود.
نتایج تحلیل‌ها نشان داد که در سامانه‌های دوطرفه عمودی، فاصله بین ردیف‌های ماژول‌ها باید بین ۱۱.۳ تا ۱۳.۷ متر باشد تا عملکرد کشاورزی حداقل ۹۰ درصد نسبت به زمین‌های بدون پنل خورشیدی حفظ شود.
پژوهشگران خاطرنشان کردند: «افزایش فاصله بین ردیف‌ها تأثیر قابل‌توجهی بر تولید دارد و تا حدود ۱۰ متر باعث افزایش سریع تولید می‌شود؛ بااین‌حال، بالای ۲۰ متر، این افزایش به سطح اشباع می‌رسد. در فاصله ۸ متری، محصولات دست‌کم ۷۵ درصد از تابش خورشیدی را دریافت کردند که پیش‌بینی می‌شود تأثیر اندکی نسبت به شرایط بدون سایه داشته باشد.»
درخصوص انتخاب محصول و تأثیر آن بر آلبدو (بازتابندگی سطح)، جو زمستانه بیشترین تولید انرژی را داشت، درحالی‌که جو دوسر کمترین بازدهی را نشان داد. بیشترین کاهش توان ناشی از سایه در آرایش شرقی–غربی مشاهده شد، به‌ویژه زمانی که اجسام بلند مانند درختان در نزدیکی آرایه قرار داشتند. همچنین، مکان‌هایی با سایه‌اندازی رو به جنوب به‌عنوان مناسب‌ترین گزینه برای سامانه‌های اگری‌ولتائیک دوطرفه عمودی شناسایی شدند.
تحلیل قیمت‌های لحظه‌ای برق نشان داد که نصب‌های عمودی با آرایش شرق-غرب سودآورتر از نمونه‌های رو به جنوب هستند، به‌ویژه زمانی که سهم انرژی خورشیدی در سبد انرژی افزایش می‌یابد.
پژوهشگران نتیجه‌گیری کردند: «این امر به این دلیل است که هم قیمت انرژی و هم تولید سامانه‌های خورشیدی دوطرفه عمودی دو قله تولید دارند—یکی در صبح و دیگری در عصر. اولویت دادن به مصرف خودی انرژی می‌تواند مناسب‌ترین رویکرد باشد، زیرا انرژی مصرف‌شده در محل ارزش بالاتری نسبت به انرژی فروخته‌شده به شبکه دارد.»
این مطالعه در مجله Applied Energy منتشر شده است.
بیشتر بخوانید: هرچه پنل‌های خورشیدی شفاف‌تر باشند، تابش فعال فتوسنتزی در گیاه بیشتر می‌شود
