ออสเตรียสามารถควบคุมเกษตรโวลตาอิกได้ 90 TWh โดยใช้พื้นที่เพาะปลูก 5–16%

กลุ่มวิจัยที่นำโดยมหาวิทยาลัยทรัพยากรธรรมชาติและวิทยาศาสตร์ชีวภาพแห่งออสเตรีย เวียนนา ดำเนินการวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์-ทางเศรษฐศาสตร์เกี่ยวกับศักยภาพของการติดตั้งระบบเกษตรโวลตาอิกในประเทศ โดยผสมผสานการประเมินความสามารถในการทำกำไรสำหรับทั้งการสร้างพลังงานแสงอาทิตย์และการผลิตทางการเกษตร

“ความรู้ของเราในรายงานนี้นำเสนอกรอบการทำงานบูรณาการแรกที่ผสมผสานการจำลองทั้งการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์และผลผลิตทางการเกษตรสำหรับระบบเกษตรโวลตาอิกในระดับทั่วทั้งประเทศ รวมถึงผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ” ผู้เขียน Isabelle Grabner กล่าวกับนิตยสาร pv "ในการวิจัยของเรา เราได้ตรวจสอบการลดลงของการผลิตพืชผลในออสเตรียอันเนื่องมาจากการขยายตัวของพลังงานแสงอาทิตย์บนพื้นที่เกษตรกรรม

"เราเปรียบเทียบการใช้งานเชิงรุกของเกษตรโวลตาอิกกับการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์{0}}แบบติดตั้งบนพื้นดินทั่วไปซึ่งจำเป็นต่อการบรรลุเป้าหมายความเป็นกลางของสภาพภูมิอากาศ" Grabner กล่าวเสริม "นอกจากนี้ เรายังแสดงให้เห็นผลกระทบในการปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างจำกัดภายใต้เกษตรโวลตาอิก แต่ผลลัพธ์อย่างหลังนั้นขึ้นอยู่กับพืชผลที่เลือกและ-เฉพาะประเทศเป็นอย่างสูง"

ในการดำเนินการวิเคราะห์ ทีมงานได้ใช้เฟรมเวิร์กการจำลองแบบโมดูลาร์ โดยใช้ซอฟต์แวร์ที่เป็นที่ยอมรับเมื่อพร้อมใช้งาน และพัฒนาโซลูชันใหม่ตามความจำเป็น เฟรมเวิร์กนี้พร้อมใช้งานออนไลน์ภายใต้ใบอนุญาต GPL การใช้ข้อมูลของสหภาพยุโรปจากนโยบาย-แบบจำลองสภาพภูมิอากาศแบบบูรณาการ (EPIC) นักวิจัยได้จำแนกพื้นที่ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานด้านการเกษตร โดยใช้ตัวกรอง เช่น พื้นที่เพาะปลูกที่เชื่อมต่อขั้นต่ำ 1 เฮกตาร์ ความลาดชันเฉลี่ยสูงสุด 20 องศา และระดับความสูงสูงสุด 1,950 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล

จำลองการผลิตไฟฟ้าด้วย PVlib โดยใช้ข้อมูลการฉายรังสีแนวนอนทั่วโลก (GHI) จากการจำลองสภาพภูมิอากาศบนตารางระยะทาง 1 กม. EPIC ถูกใช้เพื่อสร้างแบบจำลองกระบวนการด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญและการเจริญเติบโตของพืชในระดับแปลง โดยมีขั้นตอนรายวันและความละเอียดเชิงพื้นที่ 1 กม. × 1 กม. สถานการณ์ดังกล่าวรวมปฏิสัมพันธ์ระหว่างสภาพแวดล้อมและแนวปฏิบัติในการจัดการ รวมถึงการหมุนเวียนพืชผลสำหรับพืชผล เช่น ถั่ว ถั่วเหลือง มันฝรั่ง อัลฟัลฟา ข้าวบาร์เลย์ฤดูร้อน และข้าวโอ๊ต

ข้อมูลสภาพภูมิอากาศอิงจากการสังเกตการณ์ระหว่างปี 1981–2020 และการคาดการณ์ในช่วงปี 2031–2070 มีการทดสอบสถานการณ์พื้นฐานสองสถานการณ์: การผลิตทางการเกษตรที่ไม่มีระบบ PV และ PV ที่ติดตั้งบนพื้นดินโดยไม่มีการเกษตร สถานการณ์ทางเกษตรกรรมประกอบด้วยระบบเสาค้ำเหนือศีรษะ หันหน้าไปทางทิศใต้-ด้วยความสูงในการติดตั้งประมาณ 10 ม. และระบบสองหน้าแนวตั้งที่มีระยะห่างแถว 10 ม. และแผงสองหน้าซ้อนกันในแนวตั้ง แต่ละระบบได้รับการประเมินภายใต้สถานการณ์ที่มีต้นทุนต่ำ ปานกลาง และสูง

การวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าในออสเตรีย ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบติดตั้งภาคพื้นดิน-สามารถผลิตไฟฟ้าได้ 1,173 MWh/ha ระบบเกษตรโวลตาอิกแบบมีเสาสูง 684 MWh/เฮกตาร์ และระบบเกษตรโวลตาอิกแนวตั้งสามารถผลิตไฟฟ้าได้ 373 MWh/ha อัตรากำไรที่เกี่ยวข้องกับการผลิตทางการเกษตรเพียงอย่างเดียวอยู่ระหว่าง 10:1 ถึง 50:1 สำหรับระบบแนวตั้ง สูงถึง 60:1 สำหรับระบบแบบยกสูง และสูงถึง 100:1 สำหรับ PV{14}ที่ติดตั้งภาคพื้นดิน

"เพื่อให้ได้ 90 TWh/y ของการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ PV บนพื้นที่เพาะปลูก ซึ่งเป็นขอบเขตบนในทุกสถานการณ์ด้านสภาพอากาศที่เป็นกลาง จำเป็นต้องมีปริมาณ 5%-16% ของพื้นที่เพาะปลูกทั้งหมด" ทีมงานสรุป "พื้นที่ที่ต้องการและการจำลองการลดลงของผลผลิตบ่งบอกว่าการสูญเสียในการผลิตพืชผลของออสเตรียจะสูงถึง 2%–6% มีเพียงระบบเกษตรโวลตาอิกเท่านั้นที่สามารถบรรลุการสูญเสียการผลิตที่ระดับล่างสุดของช่วงที่สังเกตได้ ผลการปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของระบบเกษตรโวลตาอิกนั้นมีเพียงเล็กน้อย"

ผลการวิจัยมีอยู่ใน "ศักยภาพเชิงเทคโน-ทางเศรษฐกิจของการติดตั้งระบบเกษตรโวลตาอิกในออสเตรีย" ซึ่งตีพิมพ์ในรายงานพลังงานทดแทน นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย BOKU ของออสเตรียและสถาบันเศรษฐศาสตร์การเกษตรแห่งสหพันธรัฐได้เข้าร่วมในการศึกษานี้