Agrivoltaika je v kurzu. Solární panely dokáží krom výroby elektřiny zlepšit zemědělcům výnosnost plodin i několikanásobně

Agrivoltaika (někdy také agrofotovoltaika nebo agrifotovoltaika) je poměrně mladé odvětví, samotný název byl poprvé použitý až v publikaci z roku 2011. Myšlenka na maximální využití půdní plochy, kde by se zároveň pěstovaly plodiny i získávala sluneční energie, však existuje už od 80. let minulého století. ^[1]

Tradiční podoba „fotovoltaických farem“ je tvořena panely na poměrně nízkých nosných konstrukcích, které se instalují na ploše pokryté štěrkem. Ten zamezuje růstu vysokých plevelů a náletových dřevin, jenž by mohly panely zastiňovat. Zároveň jsou jednotlivé řady panelů jedna vedle druhé, aby se jich na daný prostor vešel co největší počet. Tento typ fotovoltaických elektráren je často terčem oprávněné kritiky, neboť znehodnocuje potenciálně zemědělsky využitelnou půdu.

Roste poptávka po energii i po potravinách

Světová populace se neustále zvětšuje a podle OSN můžeme očekávat v roce 2025 dosažení počtu 8,1 miliard lidí, což znamená i růst poptávky po potravinách. Zakrývat fotovoltaickými panely půdu, na které by se daly pěstovat plodiny, tedy postrádá smysl.

Proto se preferují instalace fotovoltaiky na střechách kancelářských budov, obchodních center nebo krytých parkovišť. Výzkumy i praxe posledních let však ukazují, že „sluneční“ fotovoltaické elektrárny na polích by přece jen mohly přinést užitek.

V rámci agrivoltaiky se nejčastěji využívají nosné konstrukce s výškou kolem 2 – 3,5 m, na nichž jsou jednotlivé fotovoltaické panely umístěné s rozestupy. To umožňuje přiměřené části slunečního světla proniknout i k pěstovaným rostlinám. Na stejné ploše díky tomu lze získávat čistou elektrickou energii i sklízet plodiny, a to dokonce s lepšími výsledky, než při oddělené produkci. Jak je to možné?

Fotovoltaika má příznivý vliv na úrodu

Některé druhy rostlin preferují co největší vystavení slunečním paprskům (například melouny, lilky a kukuřice) ^[3], většina ale ocení spíš mírné zastínění. Právě zde přicházejí ke slovu fotovoltaické panely, které poskytují v průběhu dne rostlinám střídavě stín a světlo podle toho, jak se slunce posouvá po obloze.

Vhodné plodiny pro pěstování v agrivoltaickém systému jsou například hlávkový salát, rajčata, paprika, mangold, kapusta, brokolice a růžičková kapusta, některé bylinky, okrasné rostliny a zeleninové sazenice na prodej, a rovněž ovocné stromky nebo keře nízkého vzrůstu. ^[4]

Při polních pokusech se dle studie Arizonské univerzity ukázalo, že díky zlepšení podmínek pro růst se zvýšil výnos u cherry rajčat na dvojnásobek a u chilli papriček dokonce na trojnásobek oproti kontrolní ploše. ^{[5, 6]}

Konstrukce fotovoltaické elektrárny chrání citlivé rostliny před přímým náporem slunce, zatímco pěstovaná vegetace pomáhá udržovat mikroklima s nižšími denními teplotami, díky čemuž jsou fotovoltaické panely dokonce o něco efektivnější, než na zpevněných plochách.

Fotovoltaické panely udržují vodu v půdě

Fotovoltaické panely na zemědělské půdě mají hned tři pozitivní efekty:

1. vyrábí čistou elektrickou energii
2. pomáhají rostlinám k vyšším výnosům
3. chrání i samotnou půdu před nadměrnými ztrátami vody v důsledku odpařování (podobný vliv má i plovoucí fotovoltaika na rozsáhlých vodních plochách

Pod správně provedenou fotovoltaickou elektrárnou vzniká v agrivoltaice příznivé mikroklima s vyšší vlhkostí a zároveň s mírnějšími výkyvy teplot při střídání dne a noci. Takové stabilní prostředí rostlinám perfektně vyhovuje. ^[7]

Agrivoltaika v praxi

Světovým průkopníkem agrivoltaiky je v současné době Japonsko, kde bylo v průběhu let 2004 – 2017 vybudováno přes 1000 udržitelných instalací fotovoltaických panelů na plochách se zemědělskými plodinami.

Dle publikace „Evolution of agrivoltaic farms in Japan“ (Evoluce agrivoltaických farem v Japonsku) pak bylo do roku 2021 v zemi provozováno 1992 agrivoltaických farem o celkové rozloze 560 ha. Toto číslo představuje takřka 1 % veškerého instalovaného výkonu fotovoltaických elektráren v Japonsku. ^[8]

Systém dvoustranného využití zemědělské půdy pro výrobu energie a pěstování potravin začíná být oblíbený také v dalších zemích, jako je například Čína, Indie, Malajsie, Jižní Korea a Vietnam, v Evropě se s agrivoltaikou lze setkat na území Rakouska, Itálie a Francie, a také farmáři ze Spojených států amerických si začínají chválit finanční přínosy fotovoltaických panelů na svých polích. ^[2]

V České republice je zatím k vidění méně sofistikované spojení zemědělství s fotovoltaikou, a to ve formě pasení stád ovcí pod fotovoltaickými panely, případně chovem včel v areálech slunečních elektráren.