Znanstveniki z univerze Colorado State so izvedliAgrivoltaični sistemterenske raziskave rasti rastlinskih pridelkov, ki se nahajajo pod PV moduli z različno preglednostjo. Zelenjava je gojena pod tanko plastjo, polprosojnimi moduli kadmijevega telurida (St-CdTe) s prosojnostjo 40%, bifacialnimi monokristalnimi silicijevimi (BF-Si) moduli s prosojnostjo 5 % in neprozornimi polikristalnimi silicijevi (O-Si) moduli s prosojnostjo 0 %.
"Tehnologija polprosojnih PV (STPV) modulov se je pojavila kot potencialna rešitev za ublažitev negativnih učinkov goste sence v sistemih obdelovanja ob hkratnem ohranjanju visoke gostote modulov," so povedali akademiki. "Kolikor nam je znano, je to prvi ponovljeni raziskovalni eksperiment, ki ocenjuje tipe preglednosti modulov v nastavitvah namakanega zelenjavnega polja."
Poskus je bil izveden v dveh rastnih sezonah, 2020 in 2021. Študijsko mesto je bilo v Fort Collinsu, Colorado, ZDA, na polju, določenem za raziskave. Na splošno je bila preizkušena rast šestih zelenjav: jalapeño paprike, paprike, zelene solate, poletne buče, tasmanskega čokoladnega paradižnika in rdečega paradižnika.
"Na celotnem mestu so bile tri posajene vrste – severna, srednja in južna," je pojasnila skupina. "Solata, paprika in paradižnik so bili posajeni v dveh zamaknjenih podvrstah v 0.9 m gredicah, pokritih s črno plastično zastirko v severni in južni vrsti. Buče so bile posajene izključno v srednji vrsti obe leti z 1,2 m razmik na sredini."
Kar zadeva fotonapetostne module, so znanstveniki uporabili po tri od vsake vrste. Vgrajeni so bili v nastavljeni legi 35 stopinj obrnjeni proti jugu, s spodnjim robom modulov 1220 mm nad tlemi in zadnjo stranjo na višini 2360 mm. Moduli ST-CdTe so imeli nazivno moč 57 W, BF-Si 360 W in O-Si 325 W.
"Vsaka od 12 podploskev, vključno s fotonapetostnimi nizi in kontrolnimi parcelami, je obsegala širino 4,3 m, s 4,3 m razmika med sosednjimi podploskvami," so povedali raziskovalci. "Zaradi konfiguracije pritrditve z enim drogom se je senca modulov premikala ves dan. S tem so bili pridelki izpostavljeni neposrednemu soncu zgodaj in pozno zvečer, z največjo senco v konicah dneva in neposredno pod moduli ."
Po rezultatih je poletna buča pod vsemi tremi vrstami modulov pokazala znatno nižje pridelke kot kontrolna parcela, ne glede na vrsto prosojnosti modula. Medtem ko je na kontrolni parceli v pogojih polnega sonca buča obrodila 5,1 kg na rastlino, je zrasla 3,2 kg v scenariju BF-Si, 3,2 kg v scenariju O-Si in 4,1 kg v scenariju ST-CdTe.
Druge zelenjave so imele enake ali višje povprečne donose kot kontrola pri obdelavi s 40 % transparentnim ST-CdTe, vendar brez statistično značilnih razlik. Jalapeño paprika je dala 155 g na rastlino na soncu, 161 g na BF-Si, 155 g na O-Si in 162 g na ST-CdTe, paprika pa 295 g na rastlino na soncu, 294 g v BF-Si, 278 g v O-Si in 346 g v ST-CdTe.
Masa solate na glavo je bila na soncu 105 g, na BF-Si 126 g, na O-Si 111 g in na ST-CdTe 129 g. Tasmanski čokoladni paradižniki so imeli povprečno 926 g na rastlino na soncu, 1060 g v BFSi, 1069 g v O-Si in 1278 g v ST-CdTe. Nazadnje je imel rdeči paradižnik 867 g na rastlino na soncu, 733 g v BF-Si, 903 g v O-Si in 962 g v ST-CdTe.
"Optimizacija agri-PV niza s polprosojnimi fotonapetostnimi moduli bi lahko povečala kmetijsko proizvodnjo, hkrati pa ohranila dodatno zaščito nadstreška pod napetostjo v tradicionalnih APV sistemih," so zaključili raziskovalci. "Potrebnih je več raziskav, da bi bolje razumeli ekonomske kompromise med povečano preglednostjo modulov v primerjavi s pridelavo zelenjave, ob upoštevanju povečanega donosa energije zaradi bifacialnosti modula."
