Agrivoltaïque on askel kulttuuri, joka yhdistää tuotannon aurinkosähkön ja maatalouden tuotanto samalla pinnalla. Aurinkopaneelien ja viljelykasvien rinnakkaiselo merkitsee valon jakamista näiden kahden tuotantotyypin välillä.
Ehdotettu vuonna 1981, se pantiin voimakkaasti täytäntöön Japanissa vuodesta 2004, ja se on sittemmin kehittynyt Aasiassa ja Euroopassa . Useat viljelykasvit voivat hyötyä tästä prosessista, mukaan lukien hedelmien tuotanto .
Vuonna 1981 Adolf Goetzberger (en) ja Armin Zastrow ehdottivat ensimmäisenä ajatusta aurinkosähköenergian ja maataloustuotannon yhteistyöstä yleisen tehokkuuden parantamiseksi. Heidän tavoitteenaan oli löytää ratkaisu maankäytön kilpailuun energiantuotannon ja maataloustuotannon välillä. Kasvien kehityksessä fotosynteettisen kyllästymisen ilmiö vastaa kynnystä, josta alkaen valon voimakkuuden kasvulla ei ole enää vaikutusta fotosynteesiin . Vuonna 2004 Japanissa, Akira Nagashima oli ensimmäinen hyödyntää ylimääräisen valon intensiteetti ei ole hyötyä fotosynteesin kanssa aurinkopaneelien rajoittamatta kasveja.
Termiä maasähkö (joskus kirjoitettu tai nimetty maasähkön, maasähkön , maasähkön , maakaasun, maasähkön) käytettiin ensimmäisen kerran julkaisussa vuonna 2011. Käsite tunnetaan useilla nimillä maailmassa: "maatalouden aurinkoenergia" Saksassa, "aurinkosähkö" Italiassa. , "auringon jakaminen" Japanissa, "agri-PV" Kiinassa, "Agrinergie", jonka tuottaa Akuo Energy . Laajennuksena esimerkiksi aurinkopaneeleilla varustettuja maatalouden kasvihuoneita voidaan pitää myös aurinkosähköjärjestelminä.
Koska yksi aurinkosähköjärjestelmien tavoitteista on maatalousmaan säilyttäminen, yleisesti katsotaan, että maatalouden aurinkosähköä ei pidä unohtaa. Maataloustuotannon rajoitukset vaihtelevat maittain voimassa olevan lainsäädännön tai viljelylajin ja maasähköjärjestelmän tavoitteiden (maataloustuotannon määrän optimointi, maataloustuotteiden laatu, sähkö ... ).
Japani on ollut edelläkävijä kenttägeneraattorin kehityksessä maailmassa vuodesta 2004. Vuosien 2004 ja 2017 välillä Japanissa kehitettiin yli tuhat kenttätekniikan aurinkosähkölaitosta.
JapanissaVuonna 2004 Japanissa Akira Nagashima kehitti irrotettavan rakenteen, jota hän testasi useilla viljelykasveilla avoimella pellolla. Siitä lähtien Japanissa on käynnistetty monia kenttähankkeita, joissa on paljon kasveja (sitrushedelmät, maapähkinät, munakoisot, kurkut, kaali, riisi, viiniköynnökset, sienet jne.) Tai karjaa. Irrotettavien rakenteiden avulla viljelijät voivat poistaa tiloja tai siirtää tiloja viljelykierron ja tarpeiden mukaan. Vuodesta 2004 lähtien on kehitetty yhä suurempia voimalaitoksia, jotka pystyvät saavuttamaan useiden MW: n tehon, monivuotisilla rakenteilla ja dynaamisilla järjestelmillä. Niinpä 35 MW: n laitos , joka asennettiin 54 hehtaarille avoimeen peltoon, otettiin käyttöön vuonna 2017. Tämän laitoksen varjostusaste oli 50%, mikä on suurempi arvo kuin 30%: n varjostus, jota tavallisesti käytetään japanilaisissa aurinkosähkövoimaloissa. Viljelijät kasvattavat muun muassa ginsengiä , ashitaba (in) ja korianteria . Pian Ukujiman saarella pitäisi olla isäntä 480 MW: n aurinkovoimalalla , josta osa on aurinkosähköä. Hanketta on tutkittu vuodesta 2013 lähtien, ja eri kumppanit ovat allekirjoittaneet sopimuksen rakentamisen aloittamisesta vuonna 2019.
Japanin lain mukaan viljelijöiden on pidettävä yllä vähintään 80 prosenttia maataloustuotannosta, jotta he voivat käyttää aurinkopaneeleja viljelykasvien yläpuolella.
KiinassaVuonna 2016 italialainen yhtiö REM TEC rakentanut 0,5 MWp agrovoltaic voimalaitoksen Jinzhai Xian ( Anhuin maakunnassa ). Kiinalaiset yritykset ovat kehittäneet useita GW aurinkovoimaloita, joissa yhdistyvät maatalouden ja aurinkoenergian tuotanto, joko aurinkosähkökasvihuoneet tai avoimet kentät. Esimerkiksi elokuussa 2016 yhtiö Panda Green Energy on asennettu aurinkopaneelit päälle viiniköynnösten vuonna Turpan vuonna itsehallintoalueella uiguuri päässä Xinjiangin . Keskeinen 0,2 MW on kytketty verkkoon. Projekti tarkastettiin lokakuussa 2017, ja yritys sai luvan järjestelmän käyttöönottoon koko maassa. Avoimelle kentälle on otettu käyttöön useita kymmeniä MW: n projekteja. Esimerkiksi vuonna 2016 Jiangxin maakunnassa 70 MW: n aurinkosähkövoimalat asennettiin maa- ja metsätalouskasveihin.
Kolmekymmentä vuotta Elion-ryhmä on yrittänyt taistella aavikoitumista vastaan Kubuqin alueella . Käytetyistä tekniikoista viljelykasvien suojelemiseksi ja sähkön tuottamiseksi on asennettu aurinkosähköjärjestelmiä. Aavikkoalueiden laitteiden osalta Wan You-Bao jätti vuonna 2007 patentin varjojärjestelmään aavikon viljelykasvien suojelemiseksi. Varjostetut talot on varustettu aurinkopaneeleilla .
Etelä-KoreassaEtelä-Korea johtaa Ensimmäiset testit agrivoltaïques kasvien innoittamana Japanin esimerkki vuodesta 2017. agrivoltaïque on ratkaisu suunniteltu lisäämään osuutta uusiutuvien vuonna energiavalikoimaa Korean (tavoite on saavuttaa 20% uusiutuvan energian vuonna 2030 vastaan 5 % vuonna 2017).
IntiassaPohjois- Intian Noidan Amity-yliopisto tutkii eristettyjen alueiden hankkeita . Vuonna 2017 julkaistu tutkimus tarkastelee maatalouden mahdollisuuksia viiniköynnöksille Intiassa. Tässä artikkelissa tutkitut aurinkosähköjärjestelmät koostuvat aurinkopaneeleista, jotka on asetettu kasvien väliin kasvien varjostuksen rajoittamiseksi. Tämä tutkimus viittaa siihen, että aurinkosähköjärjestelmät voivat lisätä merkittävästi intialaisten viljelijöiden tuloja.
MalesiassaUniversiti Putra Malaysia , erikoistunut agronomia, käynnistettiin kokeiluja 2015 viljelmillä Orthosiphon stamineus (en) (Java tee). Se on kiinteä rakenne, joka on asennettu noin 0,4 hehtaarin koepinnalle .
VietnamissaFraunhofer ISE otti käyttöön aurinkosähköjärjestelmänsä katkaraputilalla, joka sijaitsee Bac Liêussa Mekongin suistossa . Tämän instituutin mukaan pilottihankkeen tulokset osoittavat, että veden kulutus on vähentynyt jopa 75%. Niiden järjestelmä tarjoaisi muita etuja, kuten varjo työntekijöille, sekä matalamman ja vakaan veden lämpötilan, joka mahdollistaisi katkarapujen paremman kasvun.
Euroopassa 2000-luvun alussa, aurinkosähkö kasvihuoneet ovat kehittymässä. Osa kasvihuoneiden katosta korvataan aurinkopaneeleilla . Itävallassa ja sitten Italiassa avointen peltojen aurinkosähköjärjestelmät ilmestyivät vuodesta 2007, ja sen jälkeen tulivat Ranska ja Saksa.
ItävallassaVuonna 2004 Günter Czaloun tarjosi riippuvien liikkuvien aurinkopaneelijärjestelmien, joita käytetään kaapeleilla. Ensimmäinen prototyyppi rakennettiin Etelä- Tiroliin vuonna 2007 0,1 hehtaarin alueelle . Paneelit nostetaan yli viisi metriä maasta. Uusi järjestelmä esiteltiin Intersolar 2017 -konferenssissa Münchenissä . Verrattuna muihin kentän aurinkosähköjärjestelmiin tämä tekniikka on mahdollisesti halvempaa, koska se vaatii vähemmän terästä.
ItaliassaVuosina 2009 ja 2011 viinitarhoissa oli kiinteät paneelit sisältävä aurinkosähköjärjestelmä. Kokeet ovat osoittaneet saannon pienen laskun ja myöhäiset sadot.
Vuonna 2009 italialainen REM TEC kehitti aurinkopaneelijärjestelmän kahdelle akselille aurinkopaneelien suuntaamiseksi . Vuosina 2011 ja 2012 REM TEC rakensi avoimelle kentälle useita MW: n aurinkosähkölaitoksia. Ne ovat ensimmäisiä avoimen kentän maatalouskoneita Euroopassa. Aurinkopaneelit sijaitsevat viisi metriä maanpinnan yläpuolella kulun sallimiseksi maatalouskoneiden. Aurinkopaneelien käyttöaste on alle 15%, jotta viljelykasveja ei haitata. He tarjoavat ensimmäisiä automaattisia suojaverkkojärjestelmiä, jotka on integroitu tukirakenteeseen. REM TEC suunnittelee myös liikkuvia aurinkopaneelijärjestelmiä , jotka on asennettu maatalouden kasvihuoneen yläpuolelle ja integroitu kasvihuoneen rakenteeseen. Paneelien sijainnin hallinta optimoisi kasvihuonekaasujen mikroilmaston .
Ranskassa Pelaajat AurinkosähkökasvihuoneetKoska 2000-luvun alussa, useat yritykset ovat käyttöönottokustannukset aurinkosähkö kasvihuoneet Ranskan alueella. Useita kasvihuoneita on rakennettu erilaisilla arkkitehtuureilla ja aurinkopaneelien asetteluilla . Aurinkosähkökasvihuoneiden suunnittelijat jatkavat innovaatioita sekä maataloustuotannon että sähköntuotannon parantamiseksi. Akuo Energyn vuodesta 2007 kehittämä Agrinergie-konsepti on yksi esimerkki tästä. Ensimmäiset kasvit koostuivat viljelystä ja aurinkopaneeliriveistä . Vuonna 2017 Tenergie- yhtiö aloitti aurinkosähkökasvihuoneiden käyttöönoton arkkitehtuurin avulla, joka mahdollistaa valon hajauttamisen vähentääkseen kontrasteja valopalkkien ja aurinkopaneelien luomien varjoalueiden välillä.
Avoimet asennuksetVuodesta 2009 INRA , IRSTEA ja Sun'R- yritys ovat työskennelleet tutkimusohjelman, Sun'Agri-ohjelman parissa. Maatalouden akatemia palkitsi projektin, se voitti PIA: n ”Eko-tehokkaat teollisuudenalat ja maatalous” -hankkeen vuonna 2017 ja sai kultamitalin SITEVI 2019 -näyttelyssä ja SIVAL d 'Gold 2021 . Ensimmäinen prototyyppi, joka asennettiin avoimelle kentälle kiinteillä paneeleilla, rakennettiin vuonna 2009 0,1 hehtaarin alueelle Montpellieriin . Muut prototyyppejä siirrettävät paneelit akselilla rakennettiin vuonna 2014 ja 2017. Tavoitteena Näiden tutkimusten tarkoituksena on hallita valvoa mikroilmasto saamat kasveja ja tuottaa sähköä, optimoimalla asemaa paneelit. Aurinko- paneelit ja määritellään, miten säteily jakautuu viljelykasvien ja aurinkopaneelien kesken . Sun'R ensimmäinen Avomaan agrivoltaic tehdas rakennettiin keväällä 2018 Tresserre on -Pyreneiden . Tämän laitoksen kapasiteetti on 2,2 MWp 4,5 ha : n viiniköynnöksille . Sen avulla voidaan arvioida Sun'Agri-järjestelmän suorituskykyä viiniköynnöksissä laajamittaisesti ja todellisissa olosuhteissa. Tämän kokeen tulokset antavat mahdollisuuden kehittää malleja aurinkopaneelien ohjaamiseksi viiniköynnösten sävyn hallitsemiseksi koko ajan. Muita kasveja tulisi käyttää erityyppisiin tuotantotapoihin (puutarhaviljely, puunviljely, viininviljely). Tämä ensimmäinen aurinkosähkölaitos vihittiin käyttöön8. marraskuuta 2018.
Vuonna 2016, yhtiö Ombrea erikoistunut agrivoltaic varjossa talot . Jälkeen ensimmäinen prototyyppi rakennettiin 2017 Aix-en-Provence , Ombrea otti käyttöön järjestelmän, tontti National Research Institute of puutarhaviljelyssä ASTREDHOR on Hyères ja palkittiin vuonna 2017, jonka 1 st palkinnon "Smartcity innovaatiopalkinto”. Yhtiö on myös Med'Innovant 2017 -kilpailun voittaja ja esitteli tekniikkaansa CES: ssä Las Vegasissa tammikuussa 2018.
Taloudelliset mallit Energia-alan sääntelykomission tarjouspyynnötRanskan valtio on kehottanut energia-alan sääntelykomissiota (CRE) järjestämään tarjouspyyntöjä valtion tuesta hyötyvän uusiutuvan energian tuotannon sääntelemiseksi. CRE laatii tarjouspyyntöjen eritelmät, analysoi sitten tarjoukset ja ehdottaa järjestystä. Näiden tarjouspyyntöjen ansiosta on kehitetty monia aurinkosähkökasvihuoneita. Samoin Tresserren aurinkosähkölaitos hyötyi vuonna 2014 järjestetystä kolmannesta tarjouspyynnöstä, joka koski aurinkovoimaloiden rakentamista ja käyttöä maan päällä, pysäköintipaikoilla ja suurilla katoilla.
Ympäristöministeri Ségolène Royal julkaisi tarjouspyynnön innovatiivisesta aurinkotekniikasta 14. maaliskuuta 2017. Se on jaettu useisiin perheisiin, mukaan lukien "aurinkosähkö", ja kolmeen peräkkäiseen käyttöjaksoon. Tarjousten jättämisen määräajat ovat2. lokakuuta 2017 klo 30. syyskuuta 2019, joiden kokonaiskustannustarve on 210 MW, mukaan lukien 45 MW "aurinkosähköperheelle". Ensimmäisen jakson tulokset julkistettiin8. helmikuuta 2018. Yritykset Akuo Energy , Tenergie ja Voltalia jakavat tälle ensimmäiselle jaksolle osoitetut 15 MW .
| Yhteiskunta | projektin nimi | Voima
asennus (MWp) |
Alue |
|---|---|---|---|
| Akuo Energy | Agrinergie de la Nesque | 2 | Provence-Alpes-Côte d'Azur |
| Akuo Energy | Agrinergie of Sainte Marthe | 1.1 | Keskusta - Loiren laakso |
| Energia | CASSAL1248 | 1,449 | Provence-Alpes-Côte d'Azur |
| Energia | MARELN2648 | 0,939 | Occitania |
| Energia | MARELN2649 | 1,477 | Occitania |
| Energia | OBOALI1210 | 2.312 | Auvergne Rhône-Alpes |
| Energia | OURPEX782 | 2.53 | Occitania |
| Energia | PASFEL1296 | 0.5 | Occitania |
| Voltalia | Le Cabanonin maasähkön kenttä | 2.996 | Provence-Alpes-Côte d'Azur |
| Kaikki yhteensä | 15.303 |
Innovatiivisten aurinkovoimaloiden rakentamista ja käyttöä koskevan tarjouskilpailun toisen jakson voittajat julkistettiin 1. st huhtikuu 2020. Agrivoltaïsme-perheelle varattu kokonaiskumulatiivinen teho on 43,6 MWp avoimesta 80 MWp: stä. Voltalia on ainoa kehittäjä, joka voitti kaksi tarjouspyyntöä, joiden onnistumisaste oli 100%. Toisen jakson voittavat kehittäjät ovat alenevassa jaetun sähkön järjestyksessä: Sun'R (33 MWp), Voltalia (3 MWp), Altergie (2,5 MWp), Total (1,5 MWp). Kaksi muuta projektia olivat myös voittajia, mutta kehittäjiä ei ole tunnistettu.
| Yhteiskunta | projektin nimi | Laitoksen kapasiteetti (MWp) | Alue |
|---|---|---|---|
| Sun'Agri | P1115 | 3.00 | Auvergne-Rhône-Alpes |
| Vihreän energian kampanja | Lacampagnotte-Denguin-04 | 3.00 | Uusi Akvitania |
| Sun'Agri | P1139A | 3.00 | Occitania |
| Sun'Agri | P1139B | 3.00 | Occitania |
| Sun'Agri | P1123 | 3.00 | Occitania |
| Sun'Agri | P1090 | 3.00 | Occitania |
| Sun'Agri | P1124 | 3.00 | Provence-Alpes-Côte d'Azur |
| Salonin aurinkosähkökenttä | Salonin aurinkosähkökenttä | 3.00 | Provence-Alpes-Côte d'Azur |
| Sun'Agri | P1139C | 2.90 | Occitania |
| Treillesol SAS | Treilles | 2.54 | Occitania |
| Sun'Agri | EPV33 | 1.99 | Occitania |
| Sun'Agri | P1083 | 1.93 | Auvergne-Rhône-Alpes |
| Sun'Agri | PD0044 | 1.92 | Occitania |
| Yleinen aurinko
ja Sun'Agri |
P1087 | 1.86 | Occitania |
| Sun'Agri | P1071 | 1.84 | Occitania |
| Yhteensä Solart F | Lehti_74 | 1.50 | Auvergne-Rhône-Alpes |
| Sun'Agri | P1127 | 1.08 | Provence-Alpes-Côte d'Azur |
| Sun'Agri | P1084 | 0,85 | Occitania |
| Sun'Agri | P1072 | 0,58 | Occitania |
| Alsapan | Alsapan - La Courtine 02 | 0,39 | Uusi Akvitania |
| Poitoun kansalaisenergia | Ardesia | 0,19 | Uusi Akvitania |
Tässä mallissa maatalouden aurinkosysteemi, kasvinsuojelutyökalu, on maanviljelijän ja aurinkosähkötuottajan välisen kumppanuuden sydän. Kolmas näyttelijä, riippumatta kahdesta ensimmäisestä, ohjaa paneeleja algoritmien mukaisesti. Paneelien ohjaus tapahtuu aina etusijalla laitosten hyväksi ja toiseksi sähköntuotannon kannalta. Tämä kolmas toimija takaa maataloustuotannon etusijan sähköntuotannolle. Tämä malli edellyttää kuitenkin menestymistä CRE-tarjouskilpailuissa sähköntuotannon ostohinnan saamiseksi (katso edellinen osa).
KasvinsuojelutyökaluSun'Agri -yhtiön ehdottamassa mallissa Sun'Agri suunnittelee ja rakentaa aurinkosähkörakenteen, valvoo ikkunaluukkuja samalla kunnioittaen maatalouden prioriteettia ja suorittaa hankkeen agronomisen seurannan. viljelijä hyötyy dynaamisesta aurinkosähkörakenteesta tuotantotavoitteidensa turvaamiseksi, ja projektiyritys varmistaa infrastruktuuri-investoinnit ja hyötyy sähkön jälleenmyynnistä saatavista tuloista. Sun'Agri-yhtiön mukaan kaihtimien ohjaus tapahtuu aina laitosten hyödyksi, sähköntuotanto on toissijaista hyötyä. Maataloustuotannon etusija sähköntuotannolle on taattu Sun'Agri. Tämä malli edellyttää kuitenkin menestymistä CRE-tarjouskilpailuissa sähköntuotannon ostohinnan saamiseksi (katso edellinen osa).
Maatalouden työkaluOmbrea-yritys tarjoaa maalaistalojaan maatalouden välineenä ilman aurinkopaneeleita, jotka on tarkoitettu suojaamaan viljelykasveja ja moduloimaan kasvien vastaanottamaa auringon säteilyä. Aurinkopaneelien lisääminen varjostimien katolle on vaihtoehto, joka voi parantaa sijoitetun pääoman tuottoa.
SaksassaVuonna 2011 Fraunhofer ISE -instituutti aloitti myös aiheen Saksassa nimellä "agrophotovoltaics". Kehitys kiihtyy vuonna 2015 alkaneen ja vuonna 2020 päättyvän APV-Resola-projektin avulla. Ensimmäinen 194,4 kWp: n prototyyppi rakennettiin vuonna 2016 Hofgemeinschaft Heggelbachin osuuskuntatilalle kuuluvalle 0,5 hehtaarin tontille Herdwangenissa ( Baden-Württemberg ). He uskovat, että tällaiset rakenteet ovat kannattavia ilman valtion apua vuodesta 2022.
TanskassaAarhusin yliopiston maatalouden laitos aloitti hedelmätarhoissa käytetyn aurinkosähköjärjestelmän tutkimuksen vuonna 2014.
KroatiassaVuonna 2017 yritys Work-ing doo asensi 500 kW: n maasähkövoimalan avoimelle kentälle Virovitica-Podravinan lääniin . Tämän laitoksen agronomisia komponentteja tukevat Osijekin yliopisto ja Slatinan maataloustekniikan koulu. Osa tuotetusta sähköstä käytetään kastelujärjestelmään ja maatalouskoneiden toimintaan. Ensinnäkin laitteen alla testataan varjoon soveltuvia kasveja.
NederlandsissäVuonna 2019 aurinkosähkökehittäjä Solarcentury allekirjoitti sopimuksen Euroopan suurimman aurinkosähköpuiston rakentamisesta ja kunnossapidosta. Kasvi kattaa 24 ha mustikoita.
Vuonna Yhdysvalloissa , The SolAgra yhtiö työskentelee käsitteeseen yhteistyössä laitoksen Maatalouskorkeakoulu on University of California at Davis . Ensimmäistä 0,4 hehtaarin laitosta kehitetään. Kontrollina käytetään 2,8 ha: n pinta-alaa . Tutkitaan useita kasvityyppejä: sinimailanen, durra, salaatti, pinaatti, punajuuret, porkkanat, maapähkinä, retiisi, perunat, rucola, minttu, nauriit, lehtikaali, persilja, korianteri, pavut, herneet, salottisipulit, sinappi ... eristetyille alueille tutkitaan myös. Useat yliopistot tutkivat kokeellisia järjestelmiä: Biosphere 2 -hanke Arizonan yliopistossa , Stockbridge School of Agriculture -hanke ( Massachusettsin yliopisto Amherstissä ).
ChilessäKolme 13 kWp: n aurinkosähköjärjestelmää rakennettiin Chileen vuonna 2017. Tämän Santiagon pääkaupunkiseudun tukeman hankkeen tavoitteena oli tutkia laitoksia, jotka voivat hyötyä aurinkosähköjärjestelmän varjosta. Tuotettua sähköä käytettiin maatalouslaitosten toimittamiseen: maataloustuotannon puhdistus, pakkaus ja kylmävarastointi, munien hautomo jne. Yksi järjestelmistä asennettiin alueelle, jolla sähkönsyöttö usein keskeytyy.
Agrovoltaisia laitteita on eri kokoonpanoissa. Goetzberger ja Zastrow tutkivat olosuhteita optimoida aurinkosähköasennukset. Nämä olosuhteet, jotka on esitetty 1980-luvun alkupuolella, ovat edelleen vertailukohtana maasähköjärjestelmien määritelmässä:
Kokeilutiloissa on usein kontrolliviljelyalue. Ohjausvyöhykettä hyödynnetään samoissa olosuhteissa kuin aurinkosähkölaitetta, jotta voidaan tutkia laitteen vaikutuksia kasvien kehitykseen.
Yksinkertaisin tapa on asentaa kiinteät aurinkopaneelit maatalouden kasvihuoneisiin tai avoimille pelloille, kasvien yläpuolelle tai viljelykasvien väliin. Asennus on mahdollista optimoida muuttamalla aurinkopaneelien tiheyttä tai paneelien kaltevuutta. Japanissa aurinkosähköjärjestelmät koostuvat yleensä kevyistä rakenteista, jotka voidaan purkaa kevyillä aurinkopaneeleilla ja pienikokoisina tuulen kestävyyden vähentämiseksi.
Kehittyneemmissä kokoonpanoissa aurinkopaneelit ovat liikkuvia ja niitä voidaan ohjata optimoimaan niiden paikannus maataloustuotannon edistämiseksi.
Ensimmäiset dynaamiset aurinkosähkölaitteet kehitettiin Japanissa. Paneeleja voidaan säätää manuaalisesti. Viljelijät muuttavat paneelien sijaintia viljelykauden tai -vaiheen mukaan varjostuksen ja sähköntuotannon lisäämiseksi tai vähentämiseksi. Japanilaiset yritykset ovat myös kehittäneet useita kehittyneempiä järjestelmiä. Esimerkiksi viljelykasvit kasvavat järjestelmissä, jotka koostuvat pöydistä (25 aurinkopaneelia ), jotka on kiinnitetty keskitankoon ja suunnattavissa kahteen akseliin.
Vuonna 2004 Günter Czaloun tarjosi riippuvien liikkuvien aurinkopaneelijärjestelmien, joita käytetään kaapeleilla. Paneelit voidaan suunnata parantamaan sähköntuotantoa tai varjostamaan satoja tarpeen mukaan. Ensimmäinen prototyyppi rakennettiin vuonna 2007 Itävallassa. REM TEC -yhtiö on ottanut käyttöön useita voimalaitoksia, jotka on varustettu aurinkopaneelien pyörimisjärjestelmällä kahdella akselilla Italiassa ja Kiinassa. Niiden järjestelmän avulla paneelit voidaan sijoittaa erittäin tarkasti. He ovat myös kehittäneet vastaavan järjestelmän maatalouden kasvihuoneiden varustamiseksi .
Ranskassa yritykset Sun'Agri ja Ombrea kehittävät matkaviestinjärjestelmiä yhdellä akselilla. Näiden yritysten mukaan niiden järjestelmät sopeutuvat kasvien tarpeisiin. Sun'Agri-yritys tarjoaa järjestelmän, jonka avulla paneeleja voidaan kiertää itä-länsi-akselia pitkin. Sun'Agri -yrityksen mukaan päivänsisäinen hallinta tapahtuu algoritmien avulla, jotka integroivat monimutkaiset kasvukasvumallit, kasvien vesikäyttäytymismallit, sääennusteiden mallit ja optimointiohjelmistot. Paneelien sijoittelun. Ombrea-yrityksen laite on varustettu etelään päin olevilla paneeleilla, jotka voidaan vetää sisään diojajärjestelmän avulla.
Artigianfer-yhtiö markkinoi aurinkosähköä, jonka aurinkopaneelit on asennettu liikkuviin oviin. Paneelit voivat seurata auringon kulkua itä-länsi-akselilla.
Tällaisten järjestelmien vaikeus on löytää toimintatila ylläpitämään oikeaa tasapainoa kahden tuotantotyypin välillä haluttujen vaikutusten funktiona. Paneelien hienosäätö varjostuksen mukauttamiseksi kasvien tarpeisiin vaatii edistyneitä agronomisia taitoja kasvien kehityksen ymmärtämiseksi. Kokeelliset laitteet kehitetään yleensä yhteistyössä tutkimuskeskusten kanssa.
Yhtiö Sundrop Farms (in) markkinoi keskittyvä aurinkosähkön liittyy maatalouden viljelykasvien autiomaahan. Kasveja kasvatetaan maanpinnan yläpuolella kasvihuoneissa . Voimalaitoksen peilit lämmittävät merivettä, vesihöyryä käytetään kasvihuoneen jäähdyttämiseen, laitosten kasteluun ja sähköä tuottavan turbiinin käyttämiseen. Ensimmäinen tehdas rakennettiin Port Augusta, Australia välillä 2014 ja 2016. Vuonna 2017, kaksi muuta kasveja perustettiin Odemira vuonna Portugalissa ja Tennessee vuonna Yhdysvalloissa .
Alun perin aurinkopaneelien yhdistys maatalouskasvien yläpuolella pyrki tarjoamaan ratkaisun peltomaiden käytön kilpailuun maataloustuotannon ja aurinkosähköntuotannon välillä . Kahden eri tuotannon yhdistämisen suorituskyvyn vertaamiseksi LER ( Land Equivalent Ratio ) määritellään suhteellisena pintana, joka vaaditaan saman tuotannon tuottamiseksi kuin heidän assosiaationsa. Yli 1 oleva LER osoittaa, että yhdistäminen on tehokkaampaa kuin erilliset tuotokset kahdella erillisellä pinnalla. Esimerkiksi LER 1,3 tarkoittaa, että saman tuotannon saamiseksi kahdelle erilliselle alueelle tarvitset 30% enemmän pinta-alaa. Maatalouden viljelyn ja aurinkosähköntuotannon välinen yhteistoiminta mahdollistaisi LER-arvon saavuttamisen yli 1 ja parantaisi siten kokonaistuotantoa varustellulla pinnalla.
Viime vuosien aikana aurinkosähköratkaisujen kehittäjät ovat korostaneet muita näiden järjestelmien tarjoamia etuja viljelijöille ja erityisesti suojelua ilmastoriskeiltä ja häiriöiltä. Esimerkiksi yritykset Ombrea ja Sun'Agri esittävät tuotteitaan maataloustyökaluina, joiden ensisijaisena tavoitteena on viljelykasvien suojelu ja joiden aurinkosähköenergian tuottaminen on toissijaista hyötyä.
Näiden järjestelmien todellisia etuja ei ole kuitenkaan vielä täysin vahvistettu, pääasiassa siksi, että edustavilla pinnoilla ei ole pitkäaikaisia tutkimuksia. Agrovoltaisten järjestelmien kehittäjät tekevät vain vähän tutkimuksia tuotteidensa agronomisesta suorituskyvystä tai eivät välitä niistä. Tutkimukset riippumattomat järjestöt on tehty pääasiassa aurinkosähkön kasvihuoneissa . Ranskassa APREL: n tekemät aurinkosähkökasvihuoneita koskevat tutkimukset ovat saatavilla heidän verkkosivuillaan. Avoimen kentän asennuksia varten kokeita on tehty pienillä alueilla, mutta reunavaikutukset ovat liian suuria, jotta tulokset eivät olisi täysin luotettavia.
Tällaisten laitteiden suurin riski liittyy valon puutteeseen kasveille ja maataloustuotannon vähenemiseen. Aurinkosähkö kasvihuoneet ovat luoneet suuria kiistoja maatalouden maailmassa. Riippuen teknisistä reittejä tai viljelykasvin, satoa alle aurinkokennojen kasvihuoneita voidaan vähentää huomattavasti. Siksi aurinkosähkökäyttöisten kasvihuoneiden viljelykasvit vaativat viljelykäytäntöjen mukauttamista, ja valmistajat yrittävät mukauttaa nämä välineet viljelijöiden tarpeisiin . Joidenkin aurinkosähkökasvihuoneiden epäillään myös olevan vain tekosyitä aurinkovoimaloiden asentamisesta viljelymaalle. Vuonna Japanissa , jotta ne voidaan antaa toimia aurinkopaneelien päälle viljelykasvien, Japanin laki edellyttää maanviljelijöiden säilyttää maataloustuotannon yli 80% maataloustuotannosta ennen elementit asennetaan.
Varjostetut laitteet voivat myös lisätä kosteutta ja lisätä taudin tai tuholaisten kehittymisen riskiä. Tuuli voi myös aiheuttaa putoamisvaaran avoimen kentän järjestelmille, joissa aurinkopaneelit on nostettu useita metrejä maanpinnan yläpuolelle.
Suunnittelussa ja rakentamisessa aurinkosähkölaitosta on otettava huomioon suunniteltu maataloustoiminta ja sen vaatimukset. Maaperän tiivistyminen ja vedenkierron muutokset voivat heikentää maatalouden maan laatua. Aurinkopaneelien sijoittelussa tulisi ottaa huomioon viljelykasvien ylläpitoon käytettävien maatalouskoneiden koko, leveys, ulottuvuus ja kääntösäde. Ulkoisten kaapeleiden kiinnittäminen ja suojaaminen sekä haudattujen kaapeleiden syvyys tulisi ottaa huomioon henkilöstön, maatalouskoneiden tai karjan läsnä ollessa.
Visuaalisen vaikutuksen maisemaan mainitsevat myös aurinkosähköjärjestelmien vastustajat. Näitä asennuksia varten aurinkopaneelit asennetaan yleensä muutaman metrin päähän maasta ja näkyvät siksi erityisen maisemassa.
Monivuotisten rakenteiden tai pitkäaikaisten (yli viiden vuoden) sitoumusten osalta aurinkosähköyrityksen taloudellinen vahvuus voi olla riski viljelijälle, jos aurinkosähkövalmistaja on sitoutunut purkamaan rakenteen tuotannon jälkeen, jos hänen on käytettävä liikkuvien aurinkopaneelien toimintaa tai jos hän on vastuussa huollosta. Jos aurinkosähkövalmistaja ei enää kykene täyttämään sitoumuksiaan, viljelijä voi joutua osaksi maastaan liikkumattomaksi järjestelmällä, joka ei enää tuota hänelle mitään hyötyä tai edes vahingoita maataloustuotantoa tai sen toiminnan arvoa.
Maatalouden kamareiden ja prefektuurien tarkassa seurannassa Ranskassa agromoottorialan yritykset sitoutuvat vähitellen takaamaan maataloustuotot maasähköjärjestelmissä ja tukemaan viljelijöitä käytäntöjensä mukauttamiseksi. Innovatiivisia aurinkotekniikoita koskevassa tarjouskilpailussa "aurinkosähkö" -perheen vaatimukset edellyttävät maatalouden valvontavyöhykkeen olemassaoloa ja riippumattoman elimen suorittamaa seurantaa arvioidakseen maasähköjärjestelmien vaikutuksia maataloustuotantoon.
Japanissa ensimmäiset kokeet agrioletermiinillä riisipelloilla on tehty vuodesta 2004. Italiassa ryöstö tehtiin ensimmäisen kerran vuonna 2017 noin kymmenellä hehtaarilla Monticelli d'Onginassa REM Tec -alueella.
Ensimmäisiä kokeita vihanneskasvien maatalouden aurinkosähköjärjestelmillä on tehty Japanissa vuodesta 2004 lähtien.
Jo vuonna 2009 Sun'Agri-yhtiö, INRA ja IRSTEA luonnehtivat varjostavaa vaikutusta useisiin Lavalette-koealueen markkinoiden puutarhalajeihin, erityisesti salaattiin. Useita artikkeleita on julkaistu tieteellisissä lehdissä vuodesta 2009. Aiheesta puolustettiin myös kolme väitöskirjaa.
Ensimmäinen viininviljelylaitos asennettiin Etelä-Italiaan vuonna 2009. Järjestelmä kattaa 1 000 neliömetriä viinitarhaa 50 kWp: n sähköntuotantoa varten. Vuonna 2011 toinen laite asennettiin Pohjois-Italiaan.
Kokeita tehtiin vuonna Turpan , Kiinassa vuonna 2016. Ensimmäiset tulokset on ratkaiseva ja kiinalaiset yritykset ovat saaneet luvan ottaa käyttöön vastaavia järjestelmiä koko maassa. Japanissa useita viinitarhojen viinivoimalaitoksia rakennettiin vuosina 2017 ja 2018. Vuonna 2017 Michiganin teknillinen yliopisto Yhdysvalloissa suoritti ensimmäisen julkaistun tutkimuksen maatalouselektroniikan soveltamisesta viininviljelyyn . Tämä tutkimus koskee viinitarhoja vuonna Intiassa . Ranskassa ensimmäiset sadonkorjuujärjestelmät korjattiin Riansissa syyskuussa 2019. Tämä on dynaaminen aurinkosähköjärjestelmä, jonka on kehittänyt Ombrea. Lisäksi Sun'Agri-yritys on työskennellyt jonkin aikaa INRA: n kanssa tutkiakseen varjostuksen vaikutuksia viiniköynnöksen fenologiaan. Vuoden 2018 alussa heidän ensimmäinen agrovoltainen viiniprojektinsa rakennettiin Pyrénées-Orientalesiin.
Viiniköynnöksiin asennettuja aurinkosähköjärjestelmiä kutsutaan joskus aurinkosähkövoimiksi tai aurinkosähköiksi.
Ensimmäiset puunviljelytutkimukset on suorittanut Tanskan Århusin yliopisto vuodesta 2014. Kokemuksia on tehty Japanissa viikunapuilla vuodesta 2014. Akuo Energy kokeilee myös luomuviljelyssä käytettävää aprikoositarhaa aurinkosähkövarjoissa. . Sun'Agri-yhtiö on perustanut dynaamisen aurinkosähköjärjestelmän La Pugèren koe-asemalle omenapuille.
Japani aloitti sieni tiloilla suojattu aurinkopaneeleilla vuonna 2017.
Vuonna 2009 yhtiö Akuo Energia rakensi agrivoltaic tehtaan erityistoimintoon Pierrefonds joka mahdollistaa samanaikaisen tuotannon noin 3200 MWh sähköä ja 80 kg ja eteeristä öljyä vuodessa. Noin 2 hehtaarin viljelyssä puolet käytetään eteerisen ruusu-geranium- öljyn tuotantoon , toinen puoli sitruunaruohon , vetiverin , ayapanan , aloe veran ...
Vuonna 2011 Akuo-energiayhtiö asensi 1 MWp korkeapaineisen aurinkosähkökasvihuoneen, jossa oli puutarhakasveja ( liljoja ja orkideoita ) Tamponin kaupunkiin.
Aloittava Ombrea käynnisti pioni-tutkimuksen yhdessä Scradh d'Hyèresin kanssa marraskuussa 2017. Se on dynaaminen laite avoimella kentällä.
Marjakasveja on mahdollista löytää Japanissa sijaitsevista aurinkosähkövoimaloista. Esimerkiksi karpalo- pellot varustettiin agrivoltaïque-laitteella vuonna 2014 vuoristoisella alueella Shizuokan prefektuurissa . Näillä kentillä on erityinen kaltevuus. Ensimmäiset sadot näyttävät osoittavan, että tuotannossa tai laadussa ei ole muutoksia. Puolukkakasveja vesiviljelyssä agroelektrijärjestelmässä on testattu myös Saitaman prefektuurissa vuodesta 2017 lähtien.
Fraunhofer ISE otti käyttöön pilottijärjestelmän katkaraputilalla, joka sijaitsee Bac Liêussa Mekongin suistossa vuonna 2017.