Як відомо, фотоелектрична сонячна електростанція займає досить значну площу землі на одиницю встановленої потужності. У густонаселених країнах може виникати суперечність між сільськогосподарським та енергетичним використанням територій.
У світі вже є вирішення цього конфлікту. Сонячні модулі можна підняти над поверхнею і використовувати землю під ними для сільськогосподарських цілей. Все, що потрібно для цього – спеціальні монтажні конструкції для сонячних модулів.
Більше того, така конструкція, яка використовується в посушливих районах, частково затіняє землю, запобігає опустелюванню.
У 2016 році оброблена земля, що належить сільськогосподарській спільноті Хеггельбах біля Боденського озера на півдні Німеччини, була перетворена на першу випробувальну ділянку для агровольтаїки (або агро-фотовольтаїки), повідомляє PVEurope. На висоті п'ять з половиною метрів над землею було встановлено сонячні панелі сумарною потужністю 194 кіловати. Використовувалися двосторонні (bifacial) фотоелектричні модулі виробництва Solarworld. Конструктивні елементи виготовили австрійський постачальник Hilber Solar.
95% землі під цією сонячною електростанцією можна використовувати у сільському господарстві. Масив сонячних панелей має ширину 25 метрів та довжину 136 метрів. Опори розташовані на відстані 19 метрів одна від одної, що забезпечує достатнє місце для комбайна.
Електроенергія може (залежно від чинного регулювання) використовуватися для потреб сільськогосподарського підприємства, запасатися в акумуляторах; 2) енергопостачання найближчих населених пунктів; 3) передачі до електричних мереж.
Ідея такого «гібридного» використання сільськогосподарських земель не нова. Ще в 1981 році вчений Адольф Гетцбергер висловлював міркування, як отримувати вдвічі більше енергії з сільськогосподарських угідь: як сонячної енергії, і як їжу. Сьогодні це бачення стало реальністю.
Установка в Хеггельбасі не є першою спробою об'єднати сонячну енергію та сільське господарство. У Франції як тест було встановлено 50 кіловат, а в Італії — три мегавати. У Китаї встановлено близько 700 мегават (!) подібних електростанцій. Подібні досліди проводяться в Чилі та Японії. Деякі з цих систем розроблені головним чином для теплиць чи умов, коли земля обробляється вручну. Huawei у Китаї встановила свої панелі на висоті трьох метрів від землі. В Італії використовуються конструкції, що монтуються на геліостатах.
Однак усі ці проекти не супроводжувалися науковими дослідженнями. Установка поблизу Боденського озера ретельно контролюватиметься і оцінюватиметься як з боку фермерського господарства, так і з погляду технологій сонячної генерації. Проект займається інститутом Fraunhofer ISE.
Перед встановленням сонячної електростанції було проведено низку комп'ютерних симуляцій визначення оптимального затінення земельної ділянки. Вчені моделювали різні орієнтації сонячних панелей, монтажні конструкції та відстані між рядами панелей. Виявилося, що близькою до оптимальної в даному випадку виявилася орієнтація модулів на південний захід – так забезпечується рівномірніше затінення. Незважаючи на скорочення виробітку електроенергії приблизно на 5%, загальний баланс «енергетика – землеробство» виглядає тут ідеальним компромісом.
Зрозуміло, для вирощування під такою конструкцією підходять не всі сільськогосподарські культури. У цих конкретних умовах ідеально зростатиме картопля. Для кожного району має визначатися оптимальна сівозміна.
Витрати на пілотну установку в Хеггельбасі склали 3400 євро за кіловат встановленої потужності, що суттєво перевищує нинішній рівень капітальних витрат у німецькій сонячній енергетиці. Щиро кажучи, не зовсім зрозуміло, чому вийшла така висока вартість. Додаткові витрати в цьому випадку виникають у зв'язку з використанням більш дорогих модулів, спеціальних монтажних конструкцій, а також вищими витратами на монтажні роботи. Не виключено, що до цього бюджету включено також і наукові дослідження.