Перспективы агровольтаики в Нигерии

Введение

По данным Всемирной продовольственной программы (2023 г.), более 345 миллионов человек в 82 странах сталкиваются с риском отсутствия продовольственной безопасности, что приводит к острому глобальному голоду, отчасти из-за климатического кризиса и последовавшей за ним пандемии COVID-19. Чтобы предотвратить катастрофический голод, необходимо срочно удовлетворить спрос на продовольствие. Кроме того, использование возобновляемых источников энергии может помочь предотвратить последствия изменения климата, поскольку она генерируется из чистых, незагрязняющих источников. Технологии возобновляемой энергетики, такие как ветер, солнечная энергия, гидроэнергия, биомасса и геотермальная энергия, являются одними из технологий, используемых для производства электроэнергии вместо ископаемого топлива. Солнечная фотоэлектрическая (PV) генерация является преимущественно используемой технологией возобновляемой энергетики в Нигерии, поскольку ее легко обслуживать и она экономически эффективна. В зависимости от применения его можно установить на крыше, столбах или земле. Наземные фотоэлектрические модули занимают большую площадь. Это ограничивает возможности других экономических возможностей, которые можно было бы получить на таком земельном пространстве, особенно в районах, где существует конкуренция между солнечными фотоэлектриками и сельским хозяйством. Однако это заставляет нас задуматься о том, можно ли совмещать растениеводство и фермы с солнечными панелями.

Концепция

Агрофотовольтаика или агривольтаика описывает взаимодополняемость методов ведения сельского хозяйства и производства солнечной фотоэлектрической энергии. Эта концепция была впервые предложена в 1981 году ученым из Фрайбурга Армином Застроу и немецким физиком Адольфом Гетцбергером из немецкого института Фраунгофера ISE как решение для фермеров по установке энергии чистой энергии без ограничения землепользования. Однако первый пилотный исследовательский проект был осуществлен в 2004 году Акирой Нагашимой в Японии. Эта система была принята в некоторых других странах, включая Швейцарию, Китай, Бельгию, Японию, Францию, Кению и Австрию. В феврале 2022 года в результате сотрудничества Африканского центра технологических исследований, Центра исследований в области энергетики и энергосбережения, Стокгольмского института окружающей среды, Университета Шеффилда, Йорк, Университета Тиссайда, Великобритания, и World Agroforestry был открыт первый Система агривольтаики в Восточной Африке расположена в Инсинье, Кения, чтобы способствовать развитию технологии и экспериментировать с тем, как опыт пользователей может способствовать развертыванию систем по всей Восточной Африке. С тех пор агривольтаика развивается. Продолжаются исследования и эксперименты над конструкциями, обеспечивающими эффективное и действенное производство энергии и урожайность сельскохозяйственных культур, особенно с учетом размещения солнечных модулей в качестве навесов. Солнечный свет жизненно важен для фотосинтеза и необходим для роста растений. Однако воздействие, превышающее точку насыщения светом, может отрицательно повлиять на растение. Таким образом, системы Агривольтаики уменьшают освещение, доступное для сельскохозяйственных культур, действуя как тени. Согласно исследованиям, влияние затенения на урожайность сельскохозяйственных культур варьируется в зависимости от погодных условий, и его нелегко предсказать. Некоторые культуры, которые хорошо растут в затененных условиях, включают, помимо прочего; ягоды, травы, соевые бобы, арахис, картофель, помидоры и салат. По словам Шивы Горджяна и других авторов в их исследовании «Прогресс и проблемы растениеводства и производства электроэнергии в агривольтаических системах с использованием полупрозрачной фотоэлектрической технологии», агривольтаические системы представляют собой классифицируются с использованием различных показателей. Некоторые из этих показателей: (A). В зависимости от типа применения (пахотное земледелие, пастбищное земледелие, аквакультура и садоводство). (Б). На основе движения модулей (фиксированное, одноосное или двухосное отслеживание) (С). В зависимости от типа системы (закрытая или открытая). (D) В зависимости от типа конструкции (междурядные фотоэлектрические панели или потолочные фотоэлектрические системы). В зависимости от типа конструкции, межпространственная фотоэлектрическая структура обеспечивает достаточное расстояние между рядами фотоэлектрической батареи для поддержки сельскохозяйственного производства. Подходит для пахотного и пастбищного земледелия. В этой структуре использование техники ограничено рядами, а эффективность землепользования низкая. Вертикальная фотоэлектрическая структура представляет собой форму разнесенной фотоэлектрической структуры с использованием двусторонних модулей. Высота ряда часто определяет доступное пространство между рядами для повышения производительности сельского хозяйства. С другой стороны, верхняя фотоэлектрическая конструкция размещает фотомодули на высоте от 2 до 6 метров над землей, что позволяет выращивать растения под ними и беспрепятственно использовать технику. Он имеет более высокую эффективность использования земли по сравнению с расположенными между собой фотоэлектрическими конструкциями. Это открывает возможность объединения управления ирригацией и сбора дождевой воды. Однако из-за сложности конструкции крепления он стоит дороже. Воздушные фотоэлектрические установки подходят для садоводства, земледелия и тепличных сооружений.