Posts

Agro PV

Land use efficiency dramatically increases through dual use

The joint project “Agrophotovoltaic – Efficient Land Use Resource” (APV-Resola) has been testing solar power production and agriculture, in an efficient way, on the same area for more than two years. Solar modules with an output of 194 kW were installed at a height of five meters above a 0.3-hectare field on Lake Constance (German: Bodensee). In the first project year 2017, the project consortium headed by the Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) has already demonstrated an increase in efficient land use to 160 percent. This result was again significantly exceeded in 2018.

As the Fraunhofer ISE reports, the partial shading among the solar modules increased agricultural yields in the hot summer of 2018, while the high solar radiation boosted solar power production. As a result, land use efficiency was 186 percent, as the researchers calculated.

Farmers record higher yields

Farmers of the Demeter farm community Heggelbach recorded higher yields of three of the four cultivated crops (winter wheat, potatoes, clover grass, celery) under the APV-Resola plant than on the reference area without solar modules. Celery benefited most (+12 percent), while winter wheat gained 3 percent and clover a minus 8 percent. “In terms of potatoes, the land use efficiency increased by 86 percent per hectare,” emphasizes project manager Stephan Schindele from Fraunhofer ISE.

We assume that the plants coped better with the drought-induced heat summer of 2018 due to the shading under the semitransparent solar modules.


Monitoring microclimatic conditions

In addition to stock development, yield and yield quality, scientists from the University of Hohenheim also collected data on the microclimatic conditions underneith and next to the APV-Resola plant. The photosynthetic solar radiation under the APV system was about 30 percent lower than on the reference surface. In addition to solar radiation, the PV modules primarily influenced precipitation distribution and soil temperature. The soil temperature under the panels was below that of the reference surface in spring and summer, while the air temperature was identical. In the hot and dry summer months of 2018, the soil moisture in the wheat stock under the PV panels was higher than on the reference area. In the winter months and other cultures, however, it was lower.

Better numbers despite extremely dry summer

“We assume that the plants better cope with the drought-induced heat summer of 2018 due to shading under the semitransparent solar modules,” says agronomist Andrea Ehmann. “This also illustrates the potential of the APV for dry regions, but also the need for further experiments in other climatic regions as well as with additional crop species”, adds her colleague Axel Weselek.

Agrophotovoltaic brings synergy effects for agriculture

double land usage

The solar irradiation in 2018, at 1,319.7 kWh per square meter, was 8.4 percent above the previous year. This increased the solar power production in the crop year 2018 by two percent to just under 250 MWh, which corresponded to an “exceptionally good” specific yield of 1,285.3 kWh per installed kilowatt peak. With electricity generation costs per kilowatt-hour, electricity from an agro-photovoltaic system is already competitive with small PV rooftop systems, and researchers are also counting on falling costs due to learning and scaling effects.

Agro-fotovoltaïsche installatie nu al concurrerend met kleine PV-opdaksystemen.


Increase in electricity demand

If the solar power is stored and used directly on site, as in the case of the Heggelbach farm community, additional sources of income are created for farmers through synergy effects. The use of electric vehicles is also gaining

“If policy permits, agro-photovoltaic can be the answer to the tank-or-plate discussion, because technically, farmers can do both by serving twice arable land in their core food production and by contributing to solar power to expand electromobility and protect the climate, “says Schindele.

Technology offers potential for dry land

In a project within the framework of the EU program Horizon 2020, the Fraunhofer researchers and their partners in Algeria are examining how the APV systems affect the water balance. In addition to reduced evaporation and lower temperatures, rainwater harvesting with PV modules also plays a role.

The project APV-Resola is funded by the Federal Ministry of Education and Research and FONA – Forschung für nachhaltige Entwicklung  (Research for Sustainable Development). It is a joint project of Fraunhofer ISE, BayWa r.e. Solar Projects GmbH, Elektrizitätswerke Schönau, Hofgemeinschaft Heggelbach, Karlsruhe Institute of Technology, Regional aliance Bodensee-Oberschwaben and the University of Hohenheim. (Post picture: BayWa r.e.)

 

Add a wind turbine to your energy generation

For the electricity needed during the winter months, a private wind turbine at an agricultural company is ideal. Wind turbines produce the most electricity in the winter, whereas solar panels do this in the summer. Together they make the ideal combination to provide an agricultural company with electricity all year round. Especially in regions with sufficient wind, generating wind energy is much cheaper than storing solar energy in batteries.

View all our turbines and options

 

Do you want to know what the best green energy solution is for your business?

Agro PV

Optimale efficiëntie, bij dubbele functie landbouwgrond

Het gezamenlijke project “Agro-fotovoltaïk – Efficiënte landbouwgrond” (APV-Resola) test zonne-energieproductie en landbouw op een efficiënte manier Deze test vindt momenteel al twee jaar plaats op hetzelfde stuk land, om de uitkomst op verschillende gewassen onder de zelfde omstandigheden goed te onderzoeken. Zonnepanelen met een vermogen van 194 kW zijn geïnstalleerd op een hoogte van vijf meter boven een veld van 0,3 hectare aan het Bodenmeer (Duits: Bodensee). In het eerste projectjaar (2017) heeft het projectconsortium onder leiding van het Fraunhofer Instituut voor zonne-energiesystemen (ISE) al een toename van efficiënt landgebruik tot 160 procent laten zien. Dit resultaat werd aanzienlijk overtroffen in 2018 met 183 procent ten opzichte van afzonderlijke toepassingen.

Boeren registreerden hogere opbrengsten

De Fraunhofer ISE meldt, verhoogde productie door de gedeeltelijke schaduw tussen de zonnemodules de landbouwopbrengsten zelfs in de hete zomer van 2018. De hoge zonnestraling kon door de panelen deels afgeschermd worden, terwijl deze straling de productie van zonne-energie extra ten goede kwam. Dientengevolge, was de efficiëntie van het landgebruik 186 procent, zoals de onderzoekers berekenden.

Boeren van de Demeter boerderijgemeenschap Heggelbach registreerden hogere opbrengsten van drie van de vier gecultiveerde gewassen (wintertarwe, aardappelen, klaver, selderij) onder de APV-Resola-fabriek dan op het referentiegebied zonder zonnemodules. Selderij profiteerde met 12 procent het meest van de testopstelling, wintertarwe won 3 procent, waar klaver een min van 8 procent liet zien. “Wat betreft aardappelen neemt de efficiëntie van het landgebruik met een verbazingwekkende 86 procent per hectare toe”, benadrukt projectmanager Stephan Schindele van Fraunhofer ISE.

We kunnen ervan uitgaan dat de planten het beter hebben gedaan tijdens deze droge hittezomer van 2018 als gevolg van de beschaduwing onder de semitransparante zonnemodules.


Monitoren micro-klimatische omstandigheden

Naast de ontwikkeling van de teelt, opbrengst en opbrengstkwaliteit, verzamelden wetenschappers van de Universiteit van Hohenheim ook gegevens over de micro-klimatische omstandigheden onder en naast de APV-Resola modules. De fotosynthetische zonnestraling onder het APV-systeem was ongeveer 30 procent lager dan op het referentieoppervlak. Naast zonnestraling beïnvloedden de PV-panelen primair de neerslagverdeling en bodemtemperatuur. De bodemtemperatuur onder de panelen was in het voorjaar en de zomer lager dan die van het referentieoppervlak, terwijl de luchttemperatuur gelijk bleef.

In de hete en droge zomermaanden van 2018 was het bodemvocht in de tarwevoeding onder de PV-panelen hoger dan in het referentiegebied. In de wintermaanden en andere culturen was het echter lager, door de koude in de grond.

Betere cijfers ondanks extreem droge zomer

“We gaan ervan uit dat de planten beter bestand zijn tegen deze droge hittezomer van 2018 als gevolg van beschaduwing onder de semitransparante zonnepanelen”, zegt agronoom Andrea Ehmann. “Dit illustreert ook het potentieel van de APV-Resola toepassing voor droge regio’s, maar ook de behoefte aan verdere experimenten in andere klimatologische regio’s en met andere gewassoorten”, vult haar collega Axel Weselek aan.

Agro-fotovoltaïek brengt synergie-effecten met zich mee voor de landbouw

newsimage313788-NL

De zonnestraling in 2018, op 1319,7 kWh per vierkante meter, was 8,4 procent hoger dan het jaar ervoor. Dit verhoogde de productie van zonne-energie in het oogstjaar 2018 met 2 procent tot iets minder dan 250 MWh, wat overeenkwam met een “uitzonderlijk goed” rendement van 1.285,3 kWh per geïnstalleerde kilowattpiek. Met elektriciteitsopwekkingskosten per kilowattuur is elektriciteit uit een agro-fotovoltaïsche installatie nu al concurrerend met kleine PV-opdaksystemen, en onderzoekers rekenen ook op dalende kosten als gevolg van doorontwikkeling en opschaling.

Agro-fotovoltaïsche installatie nu al concurrerend met kleine PV-opdaksystemen.


Toename van elektriciteitsvraag

Als de zonne-energie direct op het terrein wordt gebruikt, zoals in het geval van de Heggelbach-boerengemeenschap, worden er extra inkomstenbronnen gecreëerd voor landbouwers door synergie-effecten. Het gebruik van elektrische voertuigen wint ook terrein in de landbouw, aangezien de fabrikanten van landbouwmachines Fendt en John Deere de afgelopen jaren de eerste volledig op batterijen werkende e-tractoren introduceerden.

“Als het beleid het toelaat, kan agro-fotovoltaïek het antwoord zijn op de bespreking van de tank of plaat, omdat technisch gezien boeren hun akkerland gelijktijdig kunnen voorzien van hun kernwerkzaamheden (voedselproductie) en door bij te dragen aan zonne-energie om de energietransitie meer ruimte te geven”, zegt Schindele.

Technologie biedt potentieel voor dorre gebieden

De resultaten van de hete zomer van 2018 toonden het enorme potentieel van agro-fotovoltaïsche cellen voor droge klimaten, waar gewassen en teelt kunnen profiteren van de beschaduwing door de PV-modules. De Fraunhofer ISE is al bezig met de overdracht van de technologie naar opkomende en ontwikkelingslanden en met nieuwe toepassingen in verschillende projecten. Een voorstudie door het het Staatsinstituut van Maharashtra, in India, suggereert bijvoorbeeld dat deze toepassing de schaduwwerking en lagere verdamping van tomaten en katoen de teelt tot 40 procent kan verhogen. “In dit specifieke geval verwachten we dat de regio de efficiëntie van het landgebruik bijna zal verdubbelen,” zegt Max Trommsdorff van Fraunhofer ISE, projectleider van de voorstudie.

In een project in het kader van het EU-programma Horizon 2020 onderzoeken de Fraunhofer-onderzoekers en hun partners in Algerije hoe de APV-systemen de waterhuishouding beïnvloeden. Naast verminderde verdamping en lagere temperaturen speelt regenwaterwinning met PV-modules daar ook een rol.

Het project APV-Resola wordt gefinancierd door het federale ministerie van Onderwijs en Onderzoek en FONA – Forschung für nachhaltige Entwicklung (onderzoek voor duurzame ontwikkeling). Het is een gezamenlijk project van Fraunhofer ISE, BayWa r.e. Solar Projects GmbH, Elektrizitätswerke Schönau, Hofgemeinschaft Heggelbach, Karlsruhe Instituut voor Energie, Regionale alliantie Bodensee-Oberschwaben en de universiteit van Hohenheim. (bron foto: BayWa r.e.)

Voeg een windturbine toe aan uw energie-opwek

Voor de elektriciteit die nodig is tijdens de wintermaanden, is een privé windturbine bij een agrarisch bedrijf ideaal. Windturbines produceren in de winter de meeste elektriciteit waar zonnepanelen dit in de zomer doen. Samen maken ze de ideale combinatie om een agrarisch bedrijf het hele jaar door van elektriciteit te voorzien. Vooral in streken met voldoende wind is het opwekken van windenergie veel voordeliger dan het opslaan van zonne-energie in batterijen.

Bekijk al onze turbines en mogelijkheden

 

Wilt u weten wat de beste groene energie-oplossing is voor uw bedrijfsvoering?

Bent u nieuwsgierig hoe wij u kunnen helpen om uw energievoorziening ‘groener’, stabieler en goedkoper te maken? Vul het formulier in en wij maken een persoonlijk voorstel voor uw situatie.