Share to:

 

อะกริวอลเทอิกส์

ต้นมะเขือเทศข้างใต้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ในเมืองดอร์นเบียร์น ประเทศออสเตรีย

อะกริวอลเทอิกส์ (อังกฤษ: Agrivoltaics) หรือ อะโกรโฟโตวอลเทอิกส์ (อังกฤษ: Agrophotovoltaics) หรือการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ท่ามกลางการทำเกษตร คือการพัฒนาพื้นที่เพื่อการผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ (Photovoltaics) ร่วมกันกับการใช้งานเชิงเกษตรกรรม[1] การติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไว้ท่ามกลางพืชแปลว่าทั้งสองจะต้องแบ่งกันใช้แสงอาทิตย์ในการผลิตผลผลิตทั้งสองชนิด[2] กลวิธีนี้ถูกคิดขึ้นเป็นครั้งแรกโดย อดอล์ฟ เกิทซ์แบร์เกอร์ (Adolf Goetzberger) และ อาร์มิน ซาสทรอฟ (Armin Zastrow) ในปี ค.ศ. 1981.[3] คำว่าอะกริวอลเทอิกส์ถูกใช้เป็นครั้งแรกในปึ ค.ศ. 2011[4]

กฎหมายเกี่ยวกับการผลิตไฟฟ้าแบบอะกริวอลเทอิกส์นั้นแตกต่างกันไปตามแต่ละประเทศ พืชส่วนใหญ่ไม่เหมาะกับการใช้งานรูปแบบนี้ ผู้ที่ตัดสินใจลงทุนใช้ระบบอะกริวอลเทอิกส์อาจมีจุดมุ่งหมายที่แตกต่างกันไป ไม่ว่าจะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในปริมาณหรือคุณภาพของผลิตผลทางการเกษตร หรือเพื่อการผลิตพลังงานไฟฟ้าเป็นหลักและปลูกพืชไว้รอบ ๆ แผงเพียงเล็กน้อย มากไปกว่านั้น บางคนให้นิยามของระบบอะกริวอลเทอิกส์เป็นเพียงการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไว้บนหลังคาโรงนาหรือฟาร์มปศุสัตว์[2] หรือในอีกทางหนึ่ง โครงการขนาดเล็กในสหรัฐบางแห่งซึ่งติดตั้งรังผึ้ง (beehive) ไว้ตามขอบแผงเซลล์แสงอาทิตย์ก็ถูกเรียกว่าระบบอะกริวอลเทอิกส์เช่นกัน[5]

ในแง่ของประสิทธิภาพ พื้นที่ทางการเกษตรนั้นเหมาะกับการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์มากที่สุด โดยสามารถสร้างกำไรและพลังงานได้มากกว่าระบบที่อยู่ในพื้นที่ร้าง เหตุเพราะระบบโฟโตวอลเทอิกนั้นจะมีประสิทธิภาพลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น และไร่นาทั่วไปอยู่ในพื้นที่ที่มีความชื้นซึ่งคุณสมบัติที่ทำให้เย็นลงของความดันไอเป็นปัจจัยสำคัญที่เพิ่มประสิทธิภาพของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ จึงมีการคาดการณ์ว่าการเติบโตของอุตสาหกรรมนี้ในอนาคตจะเพิ่มการแข่งขันแย่งชิงพื้นที่ทางการเกษตร พื้นที่ทางการเกษตรที่ดีที่สุดสำหรับการแปลงเป็นแผงเซลล์แสงอาทิตย์นั้นอยู่ในภูมิภาคภาคตะวันตกของสหรัฐ แอฟริกาตอนใต้ และตะวันออกกลาง ทุ่งหญ้าและพื้นที่ชุ่มน้ำเป็นชนิดของพื้นที่ที่ดีที่สุดสำหรับการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ในขณะที่พื้นที่อย่างทุ่งหิมะ (Snow field) และทุ่งน้ำแข็งเป็นสภาพแวดล้อมที่แย่ที่สุด หากสมมุติว่าศักยภาพของการผลิตพลังงานมัธยฐานเท่ากับ 28 วัตต์ต่อตารางเมตร (irradiance) ตามที่อ้างโดยบริษัทพลังงานโซลาร์ซิตีจากรัฐแคลิฟอร์เนีย รายงานฉบับหนึ่งประมาณการณ์อย่างคร่าว ๆ ไว้ว่าการคลุมพื้นที่ทางการเกษตรเพียง 1% จากที่มีอยู่ทั่วโลกด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วไปจะสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดที่โลกต้องการในปัจจุบันได้[6]

ประวัติ

อดอล์ฟ เกิทซ์แบร์เกอร์ ผู้ก่อตั้งสถาบันเพื่อระบบพลังงานแสงอาทิตย์เฟราน์โฮเฟอร์ (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems) ในปี ค.ศ. 1981 พร้อมกับ อาร์มิน ซาสทรอฟ ได้สร้างทฤษฎีขึ้นมาในปี ค.ศ. 1982 เกี่ยวกับการใช้งานร่วมกันระหว่างการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์และการเพาะปลูกพืชภายในพื้นที่ที่เพาะปลูกได้ (arable land) ซึ่งจะสามารถแก้ไขปัญหาการแก่งแย่งกันใช้พื้นที่ดินระหว่างการใช้งานทั้งสองรูปแบบ[3][7] จุดอิ่มตัวของแสงเป็นปริมาณสูงสุดของโฟตอนที่พืชชนิดหนึ่งจะสามารถดูดซับได้ และการได้รับโฟตอนมากเกินกว่านี้ก็จะไม่เพิ่มอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงขึ้นไปอีก ด้วยเหตุนี้ อากิระ นากาชิมะ (Akira Nakashima) จึงเสนอให้นำระบบเซลล์แสงอาทิตย์เข้ามาใช้ร่วมกับการทำเกษตรเพื้อนำแสงส่วนเกินมาใช้ในการผลิตไฟฟ้า และได้พัฒนาต้นแบบ (Prototype) ของระบบนี้ขึ้นมาเป็นครั้งแรกที่ประเทศญี่ปุ่นในปี ค.ศ. 2004[8]

คำว่า "อะกริวอลเทอิกส์" อาจถูกใช้เป็นครั้งแรกในงานตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 2011[4] ในขณะที่คำว่า "อะโกรโฟโตวอลเทอิก"[9] หรือ "อะกริโฟโตวอลเทอิก" ถูกใช้ในวรรณกรรมภาษาเยอรมัน[10] และคำว่า "โซลาร์แชริง" หรือการแบ่งปันแสงอาทิตย์ถูกใช้ในภาษาญี่ปุ่น[8]

รูปแบบ

ระบบอะกริวอลเทอิกส์นั้นถูกแบ่งออกเป็นสามรูปแบบที่ยังมีการวิจัยอยู่ คือการวางวางแผงเซลล์แสงอาทิตย์ให้มีช่องว่างเว้นระหว่างแผงสำหรับพืช การติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไว้บนเสาเหนือพืช และการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไว้บนเรือนกระจก.[1] ทั้งสามรูปแบบนี้มีตัวแปรหลายอย่างที่สามารถปรับเปลี่ยนได้เพื่อให้ทั้งพืชผลทางการเกษตรและแผงเซลล์แสงอาทิตย์ได้รับแสงอย่างเต็มที่ ตัวแปรหลักในระบบอะกริวอลเทอิกส์คือองศาของแผงเซลล์แสงอาทิตย์หรือ "องศาเอียง" ตัวแปรอย่างอื่นที่ต้องพิจารณาในการเลือกพื้นที่สำหรับการติดตั้งระบบชนิดนี้คือชนิดของพืชที่จะใช้เพาะปลูก ความสูงจากพื้นของแผงเซลล์ ความรับอาบรังสีสุริยะ (solar irradiance) ในพื้นที่ และสภาพภูมิอากาศในบริเวณ[1]

การออกแบบระบบ

อุปกรณ์อะกริวอลเทอิกส์นั้นถูกออกแบบไว้หลายรูปแบบ ในเอกสารขั้นแรกในปี ค.ศ. 1982 เกิทซ์แบร์เกอร์และซาสทรอฟได้ตีพิมพ์แนวคิดในการพัฒนาการติดตั้งระบบอะกริวอลเทอิกส์ในอนาคตในหลายจุด อาทิ[3]

  • การหันแผงเซลล์สุริยะไปทางทิศใต้สำหรับการติดตั้งแบบคงที่ หรือหันไปตามแนวทิศตะวันตกและตะวันออกสำหรับระบบที่สามารถหมุนรอบแกนได้
  • การเว้นช่องว่างไว้ระหว่างแผงให้แสงสามารถส่องไปถึงพืชได้อย่างเพียงพอ
  • การเพิ่มความสูงของโครงสร้างที่ติดตั้งแผงไว้เพื่อให้แสงส่องลงถึงพื้นได้อย่างสม่ำเสมอ

แผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบคงที่เหนือพืชผล

ระบบที่สามัญที่สุดคือระบบที่ใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบคงที่บนหลังคาเรือนกระจก เหนือพืช หรือระหว่างพืชในไร่นา และสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของระบบได้โดยการปรับความหนาแน่นและองศาเอียงของแผงเซลล์แสงอาทิตย์

ระบบอะกริวอลเทอิกส์แบบพลวัต

ระบบแบบพลวัตระบบแรกและเรียบง่ายที่สุดถูกสร้างขึ้นในประเทศญี่ปุ่นโดยใช้แผงเซลล์สุริยะบาง ๆ ที่ถูกติดตั้งไว้บนขาตั้งที่ไม่มีฐานคอนกรีต ระบบนี้สามารถถอดประกอบได้และมีน้ำหนักเบา และสามารถเคลื่อนย้ายและปรับแผงได้ด้วยมือตามความเหมาะสมของแต่ละฤดูระหว่างที่เกษตรกรเพาะปลูกในที่ดิน ช่องว่างที่เว้นไว้ระหว่างแผงแต่ละแผงนั้นมีความกว้างเพื่อลดแรงต้านของลม[8] ระบบอะกริวอลเทอิกส์ระบบใหม่ ๆ นั้นมีการออกแบบมาพร้อมกับระบบติดตามดวงอาทิตย์เพื่อจัดตำแหน่งของแผงเซลล์สุริยะให้เหมาะสมที่สุด โดยระบบนี้มีการติดตั้งแล้วในไร่นาในประเทศญี่ปุ่น[11]

ในปี ค.ศ. 2004 กึนเทอร์ ซาลูน (Günter Czaloun) นำเสนอระบบติดตามโดยใช้เชือก ซึ่งใช้จัดองศาของแผงเพื่อเพิ่มการผลิตไฟฟ้าหรือเพื่อให้ร่มกับพืชได้ตามที่ต้องการ โดยต้นแบบแรกถูกสร้างขึ้นในปึ ค.ศ. 2007 ที่ประเทศออสเตรีย[12] บริษัท REM TEC ได้ติดตั้งโรงผลิตไฟฟ้าที่ใช้ระบบติดตามที่มีสองแกนหลายแห่งในประเทศอิตาลีและประเทศจีน[13][14] และยังได้พัฒนาระบบเดียวกันสำหรับนำมาใช้กับเรือนกระจกทางการเกษตร[15]

ในประเทศฝรั่งเศส บริษัท Sun'R ได้พัฒนาระบบติดตามแบบแกนเดี่ยวขึ้นมา โดยตามที่บริษัทนี้กล่าว ระบบของพวกเขาสามารถปรับตัวให้เข้ากับความต้องการของพืชได้โดยการใช้แบบจำลองที่ซับซ้อนของการเติบโตของพืช การพยากรณ์อากาศ การคำนวณ และซอฟท์แวร์ที่เพิ่มประสิทธิภาพของระบบ[16]

บริษัท Artigianfer ได้พัฒนาเรือนกระจกที่สามารถผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ได้ โดยมีแผงเซลล์สุริยะที่ติดตั้งไว้ซึ่งสามารถขยับตามดวงอาทิตย์ตามแนวทิศตะวันออก-ตะวันตกได้[17]

รูปแบบอื่น ๆ

เทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าแบบโฟโตวอลเทอิกรูปแบบใหม่ที่ปล่อยให้แสงสีที่พืชจำเป็นต้องใช้สามารถส่องผ่านได้และผลิตไฟฟ้าจากแสงสีอื่น ๆ มีศักยภาพที่จะถูกนำมาใช้ในเรือนกระจกในภูมิภาคเขตร้อนในอนาคต[18] เช่นในปี ค.ศ. 2015 หลิว เหวิน นักวิจัยมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีน เมืองเหอเฝย ได้เสนอแนวคิดการผลิตไฟฟ้าแบบอะกริวอลเทอิกส์ที่ใช้แผ่นกระจกโค้งซึ่งถูกเคลือบด้วยฟิล์มพอลิเมอร์ไดโครอิกซึ่งปล่อยให้แสงที่ความยาวคลื่นจำเพาะสามารถผ่านได้ เช่นแสงที่ความยาวคลื่นที่จำเป็นต่อการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช (แสงสีแดงและน้ำเงิน) และสะท้อนและรวมแสงที่ความยาวคลื่นอื่นลงบนแผงเซลล์สุริยะเพื่อผลิตไฟฟ้า การติดตั้งแบบนี้ใช้ระบบติดตามดวงอาทิตย์แบบสองแกน ระบบอะกริวอลเทอิกส์ระบบนี้สามารถกำจัดร่มเงาเหนือพืชทั้งหมด เพราะแสงที่ความยาวคลื่นสีแดงและน้ำเงินที่จำเป็นต่อการสังเคราะห์ด้วยแสงสามารถส่องผ่านลงมาได้ ระบบนี้ได้รับรางวัล R&D100 ในปี ค.ศ. 2017[19]

การเลี้ยงแกะไว้แทะเล็มหญ้ารอบ ๆ แผงเซลล์สุริยะในบางกรณีอาจถูกกว่าการตัดหญ้า[20]

ผลกระทบ

แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ถูกนำมาใช้ในระบบอะกริวอลเทอิกส์ลดปริมาณของแสงและพื้นที่สำหรับพืช และยังส่งผลกระทบกระทบต่อพืชและดินที่ถูกปกคลุมในแง่อื่น ๆ ด้วย เช่นน้ำและความร้อน

ในภูมิอากาศเขตละติจูดเหนือ ระบบอะกริวอลเทอิกส์จะเปลี่ยนสภาพภูมิอากาศจุลภาคของพืชทั้งในด้านบวกและลบทำให้ไม่เกิดประโยชน์สุทธิ โดยลดคุณภาพของผลผลิตจากการเพิ่มขึ้นของความชื้นและโรค และก่อให้เกิดค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้นจากการใช้สารฆ่าศัตรูพืช แต่กลับกันก็ลดความผันผวนของอุณหภูมิซึ่งเพิ่มปริมาณผลผลิต ขณะที่ในประเทศที่มีปริมาณหยาดน้ำฟ้าต่ำหรือไม่เสถียร ความผันผวนของอุณหภูมิสูง และขาดแคลนชลประทาน ระบบอะกริวอลเทอิกส์สามารถส่งผลที่เป็นประโยชน์ต่อคุณภาพของภูมิอากาศจุลภาคของพืช[21]

น้ำ

จากการทดลองวัดระดับการระเหยของน้ำข้างใต้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ปลูกพืชเกษตรทนร่มเช่นแตงกวาและผักกาดหอมซึ่งถูกรดน้ำโดยชลประทานในทะเลทราย พบว่าการระเหยลดลง 14-29 เปอร์เซ็นต์[1] ระบบอะกริวอลเทอิกส์สามารถนำมาใช้ได้ในพื้นที่ที่จำเป็นต้องใช้น้ำอย่างประหยัด (water efficiency)[1]

ความร้อน

ได้มีการศึกษาเกี่ยวกับความร้อนของพื้นดิน อากาศ และพืชที่ปลูกข้างใต้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ในช่วงฤดูเพาะปลูก พบว่าแม้อุณหภูมิของอากาศข้างใต้แผงเซลล์แสงอาทิตย์นั้นไม่เปลี่ยนแปลง อุณหภูมิของพื้นดินและพืชที่วัดได้กลับลดลง[1]

ข้อดี

โดยทั่วไปแผงโฟโตวอลเทอิกจะผลิตแก๊สเรือนกระจกในปริมาณที่ค่อนข้างน้อย แม้ว่าในขั้นตอนการติดตั้งจำเป็นต้องใช้โครงสร้างติดตั้งและการวางสายไฟที่ทำจากเหล็กกล้า ซึ่งต้องการการทำเหมืองแร่เพื่อผลิตถ่านหิน คอนกรีต และแร่ต่าง ๆ อย่างไรก็ตามปริมาณแก๊สเรือนกระจกที่ถูกปล่อยออกมาในขั้นตอนการผลิตก็ยังน้อยกว่าปริมาณที่ถูกปล่อยออกมาจากการผลิตไฟฟ้ารูปแบบดั้งเดิมในชั่วชีวิตของการใช้งานผลิตภัณฑ์[22]

หากระบบการผลิตไฟฟ้าแบบอะกริวอลเทอิกส์นั้นคุ้มค่าในเชิงเศรษฐกิจ การใช้งานควบคู่กันระหว่างการผลิตพลังงานและสินค้าเกษตรจะสามารถบรรเทาการแก่งแย่งทรัพยากรที่ดิน และลดแรงกระตุ้นที่จะเปลี่ยนเขตพื้นที่ธรรมชาติมาใช้งานเชิงเกษตรกรรม[3]

ในการจำลองสถานการณ์ขั้นต้นในงานวิจัยโดยดูปราซและคณะในปี ค.ศ. 2011 ซึ่งเป็นครั้งแรกที่คำว่า 'อะกริวอลเทอิกส์' ถูกบัญญัติขึ้นมา ได้คำนวณว่าประสิทธิภาพการใช้งานที่ดินสามารถเพิ่มขึ้นกว่า 60-70% (ส่วนใหญ่เป็นประสิทธิภาพในการใช้ประโยชน์จากความรับอาบรังสีสุริยะ)[1][4]

ดิเนชและคณะกล่าวว่าการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ควบคู่ไปกับการปลูกพืชทนร่มสามารถเพิ่มมูลค่าทางเศรษฐกิจของแปลงเกษตรได้มากกว่า 30% เมื่อเทียบกับแปลงเกษตรแบบทั่วไปที่ไม่ได้ติดตั้งระบบอะกริวอลเทอิกส์ ตามแบบจำลองของพวกเขา[1] มีการสันนิษฐานว่าระบบอะกริวอลเทอิกส์สามารถเป็นประโยชน์ต่อพืชฤดูร้อน เนื่องจากภูมิอากาศจุลภาคที่เกิดขึ้นและผลข้างเคียงด้านความร้อนและการควบคุมการไหลของน้ำ[23]

ข้อเสีย

การแทนที่ที่ดินเพาะปลูกพืชผลทางการเกษตรด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์เป็นปัจจัยสำคัญที่มักถูกอ้างเป็นข้อเสียของระบบโฟโตวอลเทอิก[6][21] ที่ดินเพาะปลูกเป็นที่ดินชนิดที่แผงเซลล์แสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพมากที่สุด[6] แม้ระบบอะกริวอลเทอิกส์จะทำให้สามารถใช้ประโยชน์ทางเกษตรบนพื้นที่ของโรงผลิตไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์ได้ แต่ก็จะทำให้มีผลผลิตปริมาณที่ต่ำลง[21] อย่างไรก็ตามปริมาณผลผลิตพืชเกษตรบางชนิดในบางกรณีกลับไม่ได้รับผลกระทบจากร่มเงา ตัวอย่างเช่นผักกาดหอมในรัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา[1][6] แต่การติดตั้งระบบก็จะกินพื้นที่ใช้สอยไปกับโครงสร้างที่ใช้ติดตั้งและอุปกรณ์ต่าง ๆ[21]

ระบบอะกริวอลเทอิกส์จะใช้งานได้ดีกับพืชที่ต้องการร่มเงาและในที่ที่แสงอาทิตย์ไม่ได้เป็นข้อจำกัดเท่านั้น พืชเกษตรทนร่มเป็นเพียงส่วนเล็กของผลผลิตการเกษตร[1] ตัวอย่างเช่น ข้าวสาลีไม่สามารถเติบโตได้ดีในสภาพแวดล้อมที่ได้รับแสงน้อย และจึงไม่เหมาะสมกับระบบอะกริวอลเทอิกส์[1] การจำลองสถานการณ์ของระบบอะกริวอลเทอิกส์โดยดิเนชและคณะแสดงให้เห็นว่าผลิตภาพของพืชผลเกษตรที่ทนร่มและการผลิตไฟฟ้านั้นไม่ได้ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้สามารถผลิตทั้งสองสิ่งไปพร้อมกันได้ โดยได้ประมาณว่าผลผลิตของผักกาดหอมในระบบอะกริวอลเทอิกส์นั้นเทียบเท่ากับการทำไร่นารูปแบบทั่วไป[1]

จากงานศึกษางานหนึ่งที่จำลองเรือนกระจกที่ใช้ระบบอะกริวอลเทอิกส์ซึ่งมีหลังคาที่ติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไว้ครึ่งหนึ่ง พบว่าระบบไม่มีประสิทธิภาพเนื่องจากผลผลิตของพืชลดลง 64% และผลิตภาพของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ลดลง 84% [24]

วิทยานิพนธ์งานหนึ่งในปี ค.ศ. 2016 ได้คำนวนออกมาว่าระบบอะกริวอลเทอิกส์นั้นไม่สามารถทำกำไรได้ในประเทศเยอรมนี โดยจะขาดทุนถึง €80,000 ยูโรต่อเฮกตาร์ต่อปี ความสูญเสียเกิดจากระบบโฟโตวอลเทอิกซึ่งส่วนใหญ่มาจากค่าใช้จ่ายในการติดตั้งแผงเซลล์สุริยะบนเสาติดตั้งซึ่งมีความสูง วิทยานิพนธ์ยังได้คำนวณเงินอุดหนุนจากรัฐในรูปแบบของการรับซื้อไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน (feed-in tariff) ที่จะทำให้ระบบอะกริวอลเทอิกส์นั้นสามารถอยู่รอดทางเศรษฐกิจ และเป็นวิธีการที่ดีที่สุดที่จะโน้มน้าวให้นักลงทุนลงทุนกับโครงการแบบนี้ได้ โดยหากผู้เสียภาษีจ่ายค่าไฟฟ้าเพิ่มเติมอย่างน้อย €0.115 ยูโรต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงจากราคาตลาด (€0.05 ในประเทศเยอรมนี) ให้แก่ผู้ผลิตแล้ว ก็จะทำให้โครงการในรูปแบบนี้เกิดขึ้นได้อีกในอนาคต[21]

การติดตั้งระบบอะกริวอลเทอิกส์ต้องการการลงทุนขนาดใหญ่สำหรับค่าแผงเซลล์แสงอาทิตย์ เครื่องจักรทำเกษตร และระบบไฟฟ้า ซึ่งทำให้มีค่าเบี้ยประกันที่ต้องจ่ายเพิ่ม และความเสี่ยงที่เครื่องจักรจะทำให้ระบบเสียหายนั้นก็ส่งผลให้ค่าประกันสูงกว่าแผงเซลล์แสงอาทิตย์รูปแบบธรรมดา ในประเทศเยอรมนี ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งระบบที่สูงส่งผลให้เกษตรกรไม่สามารถจัดหาเงินทุนจากการกู้ยืมเพื่อการเกษตรแบบทั่วไปได้ ทว่าในอนาคตทางภาครัฐสามารถเข้ามาควบคุม เปลี่ยนแปลง และอุดหนุนเพื่อสร้างตลาดใหม่ให้นักลงทุนในโครงการเหล่านี้ เพื่อให้เกษตรกรมีโอกาสเข้าถึงแหล่งเงินทุนที่เปลี่ยนไปอย่างสิ้นเชิงในภายภาคหน้าได้[21] ในกลุ่มประเทศกำลังพัฒนา ที่ซึ่งแหล่งเงินทุนเป็นปัญหาใหญ่และโดยทั่วไปมีอัตราดอกเบี้ยเงินกู้เพื่อการเกษตรต่อปีประมาณ 9 ถึง 25 เปอร์เซ็นต์ การลงทุนในระบบอะกริวอลเทอิกส์เป็นเรื่องที่ไร้เหตุผลทางเศรษฐกิจสำหรับเกษตรกรส่วนใหญ่

ระบบโฟโตวอลเทอิกเป็นระบบที่มีเทคโนโลยีซับซ้อน หมายความว่าเกษตรกรจะไม่สามารถซ่อมแซมความเสียหายต่อระบบในบางกรณีได้ ทำให้จำเป็นต้องพึ่งพาผู้ที่มีความเชี่ยวชาญเฉพาะด้าน ในกรณีของประเทศเยอรมนี ค่าใช้จ่ายในการจ้างแรงงานสามารถเพิ่มขึ้นประมาณ 3 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นผลจากระบบอะกริวอลเทอิกส์[21] หรืออีกด้านหนึ่ง แรงงานอาจเป็นปัญหาหลักในเศรษฐกิจที่มีค่าแรงสูงเช่นประเทศสหรัฐอเมริกา การเลี้ยงแกะไว้แทะเล็มหญ้ารอบ ๆ แผงเซลล์แสงอาทิตย์เป็นทางเลือกอีกทางหนึ่งที่เพิ่มการใช้งานเชิงเกษตรขึ้นให้กับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วไป แต่ทรัพยากรมนุษย์ของคนเลี้ยงแกะอาจมีไม่เพียงพอ[20]

ในประเทศเกาหลีใต้ ประชากรท้องถิ่นได้กล่าวหาผู้สนับสนุนว่าโกหกเกี่ยวกับผลประโยชน์ทางสิ่งแวดล้อมของระบบโฟโตวอลเทอิก ว่าระบบนี้จะก่อให้เกิดมลพิษต่อบริเวณโดยรอบด้วยสารพิษภายในแผงเซลล์แสงอาทิตย์และสารเคมีที่ใช้ทำความสะอาดมัน ก่อให้เกิดมลภาวะทางแสงจากพื้นผิวที่สะท้อนแสงของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ และอาจปล่อย "รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า" ที่อาจเป็นอันตรายได้ ความขัดแย้งจากผู้อยู่อาศัยและการต่อต้านจากท้องถิ่นอาจส่งผลให้ราคาของระบบนั้นสูงเกินไปทั้งในด้านเงินตราและเวลาที่ต้องเสียไปกับคดีความต่าง ๆ [25]

ระบบอะกริโวลเทอิกทั่วโลก

ทวีปเอเชีย

ประเทศญี่ปุ่น

ประเทศญี่ปุ่นเป็นประเทศแรกที่พัฒนาระบบอะกริวอลเทอิกส์กลางแจ้งขึ้นมาในปี ค.ศ. 2004 อากิระ นากาชิมะ ได้พัฒนาโครงสร้างที่ถอดประกอบได้ซึ่งมีการนำมาทดสอบกับพืชชนิดต่าง ๆ โครงสร้างแบบนี้ทำให้เกษตรกรสามารถถอดหรือเคลื่อนย้ายสิ่งก่อสร้างตามการปลูกพืชหมุนเวียนและความต้องการของพืชได้[8] ตั้งแต่นั้นมา สิ่งก่อสร้างที่มีขนาดใหญ่กว่าที่เป็นโครงสร้างถาวรและระบบแบบพลวัตก็ได้ถูกพัฒนาขึ้นมา โดยมีความสามารถผลิตไฟฟ้าได้หลายเมกะวัตต์[26][27][11] โรงไฟฟ้าขนาด 35 เมกะวัตต์บนพื้นที่ 54 เฮกตาร์เริ่มดำเนินการในปี ค.ศ. 2018 ซึ่งประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์สูงสองเมตรเหนือพื้น ณ จุดต่ำสุด ที่ติดตั้งบนเสาเหล็กฐานคอนกรีต อัตราร่มเงาของโรงไฟฟ้านี้เท่ากับ 50 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งสูงกว่าอัตราที่พบปกติในระบบของนากาชิมะที่ 30 เปอร์เซ็นต์ พื้นที่ข้างใต้แผงเกษตรกรใช้ปลูกโสมจีน (Panax ginseng), อาชิตาบะ (ashitaba) และผักชีในอุโมงค์พลาสติก โดยเลือกปลูกโสมโดยเฉพาะเพราะมันสามารถโตได้ด้วยแสงน้อย พื้นที่นี้แต่ก่อนเป็นที่ปลูกหญ้าสนามสำหรับสนามกอล์ฟ แต่เมื่อความนิยมกอล์ฟลดลงในประเทศญี่ปุ่น พื้นที่เหล่านี้ก็เริ่มถูกทิ้งร้าง[28] โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 480 เมกะวัตต์มีแผนจะสร้างขึ้นบนเกาะอูกูจิมะในปี ค.ศ. 2020 ซึ่งส่วนหนึ่งจะใช้ระบบอะกริวอลเทอิกส์[29]

กฎหมายญี่ปุ่นกำหนดไว้ว่า การที่จะได้รับอนุญาตให้ใช้ประโยชน์จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์เหนือพืชเกษตรนั้น เกษตรกรต้องคงผลผลิตเกษตรกรรมไว้อย่างน้อย 80 เปอร์เซ็นต์จากของเดิม และหากเทศบาลพบว่าระบบที่ติดตั้งนั้นก่อให้เกิดร่มเงาบนแปลงเกษตรมากเกินไป เกษตรกรก็จำเป็นที่จะต้องถอดระบบนั้นออก ในขณะเดียวกันรัฐบาลญี่ปุ่นก็มีมาตรการสนับสนุนที่เรียกว่า FITs สำหรับการผลิตพลังงานของท้องถิ่น ส่งผลให้เจ้าของที่ที่ใช้ระบบซึ่งน้ำหนักเบาสามารถสร้างรายได้จากการผลิตไฟฟ้ามากกว่าการทำเกษตร[8]

หากใช้ระบบอะกริวอลเทอิกส์รูปแบบนี้ และใช้ประเทศญี่ปุ่นเป็นกรณีตัวอย่าง ระบบโฟโตวอลเทอิกทั่วไปจะสามารถผลิตพลังงานที่เพียงพอให้กับประเทศได้บนพื้นที่ขนาด 2.5 ล้านเอเคอร์ และหากใช้ระบบอะกริวอลเทอิกส์จะสามารถทำแบบเดียวกันได้บนพื้นที่เกษตรกรรมขนาด 7 ล้านเอเคอร์ ในขณะที่ประเทศญี่ปุ่นมีพื้นที่เกษตรกรรมรวม 11.3 ล้านเอเคอร์[8]

ประเทศจีน

ในปี ค.ศ. 2016 บริษัทสัญชาติอิตาลี REM TEC ได้สร้างโรงไฟฟ้าระบบอะกริวอลเทอิกส์ขนาด 0.5 เมกะวัตต์พีกขึ้นในอำเภอจินไจ้ (Jinzhai) มณฑลอานฮุย[14] บริษัทจีนหลายบริษัทได้พัฒนาโรงผลิตไฟฟ้าขนาดหลายกิกะวัตต์ที่ผนวกรวมการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เข้ากับเกษตรกรรม ไม่ว่าจะเป็นแบบเรือนกระจกโฟโตวอลเทอิกหรือที่ติดตั้งไว้กลางแจ้ง ตัวอย่างเช่น บริษัท Panda Green Energy ได้ติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์เหนือไร่องุ่นในเมืองทูร์ปาน (Turpan) เขตปกครองตนเองซินเจียงอุยกูร์ในปี ค.ศ. 2016 โดยโรงไฟฟ้าขนาด 0.2 เมกะวัตต์นี้ได้รับใบรับรองระดับชาติและได้เชื่อมต่อเข้ากับกริดไฟฟ้าแล้ว[30] ในปี ค.ศ. 2017 บริษัท Fuyang Angkefeng Optoelectronic Technology ได้สร้างสถานที่ทดสอบโรงผลิตไฟฟ้าระบบอะกริวอลเทอิกส์ขึ้นในเมืองฟู่หยาง (Fuyang) มณฑลอานฮุย ระบบนี้ใช้เทคโนโลยีอะกริวอลเทอิกส์รูปแบบใหม่ (ดูที่ด้านบน) ซึ่งถูกคิดค้นโดย หลิว เหวิน จากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีน เมืองเหอเฝย[19][31]

30 ปีแล้วที่ Elion Group มีความพยายามต่อสู้ต่อการแปรสภาพเป็นทะเลทรายของภูมิภาคคู่ปู้ฉี (Kubuqi) น้ำที่ใช้ล้างแผงเซลล์แสงอาทิตย์ถูกใช้เพื่อรดน้ำพืชที่ปลูกไว้ข้างใต้[32] ว่าน โหยวเป่า (Wan You-bao) ได้รับสิทธิบัตรสำหรับระบบที่ให้ร่มเงากับพืชพันธุ์ที่ปลูกในพื้นที่ทะเลทรายในปึ ค.ศ. 2007 โดยมีแผงเซลล์แสงอาทิตย์ติดตั้งอยู่เพื่อให้ร่มเงา[33]

ประเทศเกาหลีใต้

รัฐบาลเกาหลีใต้ได้รับแผนการ Renewable energy 3020 มาใช้ในการกำหนดนโยบายด้านพลังงาน โดยมีเป้าหมายให้ 20 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานทั้งหมดผลิตจากทรัพยากรหมุนเวียนภายในปี ค.ศ. 2030[25] ในปี ค.ศ. 2019 สมาคมอะกริวอลเทอิกส์เกาหลี (Korea Agrivoltaic Association) ถูกก่อตั้งขึ้นมาเพื่อส่งเสริมและพัฒนาอุตสาหกรรมอะกริวอลเทอิกส์ของประเทศเกาหลีใต้[34] ในปี ค.ศ. 2016 SolarFarm.Ltd สร้างโรงไฟฟ้าอะกริวอลเทอิกส์เป็นที่แรกในประเทศเกาหลีใต้ซึ่งปลูกข้าวเป็นผลผลิตทางการเกษตร[35]

กฎหมายการจัดเขตของประเทศเกาหลี ที่เรียกว่า "ข้อบังคับการแบ่งแยก" (separation regulations) กำหนดว่าการสร้างโรงไฟฟ้าแผงเซลล์แสงอาทิตย์หรือโซลาร์ฟาร์มไว้ใกล้ถนนหรือพื้นที่อยู่อาศัยนั้นเป็นสิ่งที่ผิดกฎหมาย หมายความว่าจะต้องสร้างในพื้นที่ที่ไม่ถูกใช้งานเช่นตามเนินภูเขา ทำให้ไม่สามารถเข้าถึงได้อย่างสะดวกและเคยถูกทำลายในช่วงที่มีพายุ ในปึ ค.ศ. 2017 มีการปรับปรุงกฎการจัดเขตให้ท้องถิ่นสามารถกำหนดข้อบังคับของตนเองได้ ตั้งแต่นั้นมาโรงไฟฟ้าอะกริวอลเทอิกส์ถูกสร้างขึ้นมาจำนวนหนึ่ง แต่การแผ่ขยายของโรงไฟฟ้าโฟโตวอลเทอิกในพื้นที่ชนบทเป็นที่ไม่พอใจของผู้อยู่อาศัยในท้องที่ซึ่งเป็นเหตุให้มีการชุมนุมประท้วงต่อต้าน เพราะแผงเซลล์แสงอาทิตย์ถูกมองว่าเป็นสิ่งที่อุจาดตา และผู้คนหวาดกลัวมลภาวะจากวัสดุที่เป็นพิษในแผงเซลล์แสงอาทิตย์ หรือแม้แต่อันตรายจาก "คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า" การต่อต้านจากชาวบ้านนำไปสู่การต่อสู้ในชั้นศาลทั่วทั้งประเทศ เลขานุการบริหารสมาคมอะกริวอลเทอิกส์เกาหลี คิม ชังอัน กล่าวอ้างว่าปัญหาที่เกิดขึ้นในอุตสาหกรรมนี้เกิดจาก "ข่าวปลอม"[25]

ในปึ ค.ศ. 2021 สมาคมเฟราน์โฮเฟอร์จากประเทศเยอรมนีกล่าวว่ารัฐบาลเกาหลีใต้มีแผนจะสร้างระบบอะกริวอลเทอิกส์หนึ่งแสนระบบในไร่นาของเกษตรกรเพื่อเป็นผลประโยชน์หลังเกษียณ[36]

ประเทศอินเดีย

งานศึกษางานหนึ่งที่ตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 2017 พิจารณาความเป็นไปได้ที่จะนำระบบอะกริวอลเทอิกส์มาใช้ในไร่องุ่นในประเทศอินเดีย ระบบที่ถูกศึกษาในบทความประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่แทรกอยู่ระหว่างพืชเพื่อจำกัดปริมาณร่มเงาที่จะตกลงบนพืช งานศึกษานี้กล่าวอ้างว่าระบบนี้นั้นสามารถเพิ่มรายได้ (ไม่ใช่กำไร) ให้กับเกษตรกรชาวอินเดียในพื้นที่ ๆ หนึ่งได้ถึง 1500 เปอร์เซ็นต์ เมื่อไม่นำเงินลงทุนมาคิด[1][37]

ประเทศมาเลเซีย

ในประเทศมาเลเซีย ผู้พัฒนาโครงการพลังงานหมุนเวียนที่ใหญ่ที่สุดของประเทศมาเลเซีย Cypark Resources Berhad (หรือ Cypark) ได้สร้างโซลาร์ฟาร์มแบบโฟโตวอลเทอิกผสมผสานกับเกษตรกรรม (AIPV) เป็นที่แรกของประเทศมาเลเซียในกัวลาเปอร์ลิซ (Kuala Perlis) โดยผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย์และผลผลิตทางการเกษตรเช่น เมลอน พริก แตงกวา ฯลฯ[38]

ภายหลัง Cypark ได้พัฒนาโซลาร์ฟาร์มที่อื่นอีกสี่ที่ซึ่งผสมผสานการใช้งานเข้ากับกิจกรรมทางการเกษตรเช่นเดียวกันคือ ที่กัวลาเปอร์ลิซขนาด 6 เมกะวัตต์พร้อมเลี้ยงแพะกับแกะ ที่เปิงกาลันฮูลู (Pengkalan Hulu) ขนาด 425 กิโลวัตต์พร้อมปลูกผักท้องถิ่น และที่เจอเลอบู (Jelebu) ขนาด 4 เมกะวัตต์กับที่ตานะฮ์เมอระฮ์ (Tanah Merah) ขนาด 11 เมกะวัตต์พร้อมเลี้ยงแพะกับแกะ[ต้องการอ้างอิง]

มหาวิทยาลัยปุตรามาเลเซีย (Universiti Putra Malaysia) ซึ่งเป็นมหาวิทยาลัยที่มีความเฉพาะทางในด้านเกษตรศาสตร์ ได้มีการทดลองการเพาะปลูกพืชสมุนไพรที่ชื่อว่าหญ้าหนวดแมวในปี ค.ศ. 2015 ข้างใต้โครงสร้างติดตั้งแผงเซลล์แสงสุริยะแบบถาวรบนพื้นที่ทดลองขนาด 0.4 เฮกตาร์[39]

ประเทศเวียดนาม

สถาบันฟรอมโฮเฟอร์เพื่อระบบพลังงานแสงอาทิตย์ (Fraunhofer ISE) ได้ติดตั้งระบบอะกริวอลเทอิกส์ของพวกเขาในฟาร์มกุ้งแห่งหนึ่งในจังหวัดบักเลียวในเขตดินดอนสามเหลี่ยมปากแม่น้ำโขง ตามที่สถาบันกล่าว ผลลัพธ์ของโครงการนำร่องโครงการนี้ชี้ว่าการบริโภคน้ำลดลง 75 เปอร์เซ็นต์ ระบบของพวกเขาอาจสามารถให้ประโยชน์อื่น ๆ ได้เช่น ร่มเงาสำหรับคนงาน รวมไปถึงอุณหภูมิน้ำที่ต่ำลงและเสถียรมากขึ้นซึ่งเป็นผลดีต่อการเติบโตของกุ้ง[40]

ทวีปยุโรป

ในทวีปยุโรปช่วงต้นคริสต์ทศวรรษที่ 2000 มีการก่อสร้างเรือนกระจกโฟโตวอลเทอิกแบบทดลอง โดยหลังคาของเรือนกระจกส่วนหนึ่งถูกแทนที่ด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ในประเทศออสเตรีย ระบบอะกริวอลเทอิกส์แบบกลางแจ้งแบบทดลองขนาดเล็กถูกก่อสร้างขึ้นในปี ค.ศ. 2007[12] ตามมาด้วยการทดลองอีกสองที่ในประเทศอิตาลี[41] และตามด้วยการทดลองในประเทศฝรั่งเศสและประเทศเยอรมนี[42][43] ในปี ค.ศ. 2020 มีการริเริ่มโครงการนำร่องในประเทศเบลเยียม ซึ่งจะทดสอบว่าสามารถปลูกต้นแพร์ท่ามกลางแผงเซลล์แสงอาทิตย์ได้หรือไม่[44]

อุตสาหกรรมโฟโตวอลเทอิกไม่สามารถใช้เงินอุดหนุนจากนโยบายเกษตรร่วมของสหภาพยุโรปได้เมื่อถูกสร้างขึ้นบนที่ดินทำเกษตร[36]

ประเทศออสเตรีย

ในปี ค.ศ. 2004 กึนเทอร์ ซาลูน ได้เสนอระบบโฟโตวอลเทอิกแบบติดตามพระอาทิตย์ด้วยเชือก ต้นแบบทดลองที่แรกถูกสร้างขึ้นในทีโรลใต้ (South Tyrol) ในปี ค.ศ. 2007 บนพื้นที่ขนาด 0.1 เฮกตาร์ โครงสร้างสายเชือกอยู่สูงกว่าห้าเมตรเหนือพื้นดิน และในปี ค.ศ. 2017 ระบบแบบใหม่ถูกนำเสนอในงานประชุมอินเตอร์โซลาร์ (Intersolar) ที่จัดขึ้นในเมืองมิวนิก เทคโนโลยีนี้มีศักยภาพที่จะมีราคาต่ำกว่าระบบแบบกลางแจ้งระบบอื่น ๆ เนื่องจากใช้เหล็กในปริมาณที่น้อยลง[12]

ประเทศอิตาลี

ในปี ค.ศ. 2009 และ 2011 มีการติดตั้งระบบอะกริวอลเทอิกส์แบบแผงคงที่เหนือไร่องุ่น (vineyard) โดยการทดลองแสดงให้เห็นว่าทำให้ผลผลิตลดลงเล็กน้อยและเก็บเกี่ยวล่าช้ากว่าปกติ[41][45]

ในปี ค.ศ. 2009 บริษัทสัญชาติอิตาลี REM TEC ได้พัฒนาระบบติดตามดวงอาทิตย์สองแกน และในปี ค.ศ. 2011 กับ 2012 REM TEC ได้สร้างโรงไฟฟ้าระบบอะกริวอลเทอิกส์แบบกลางแจ้งขนาดหลายเมกะวัตต์[13] บริษัทโฆษณาว่าระบบสแลนอัตโนมัติสามารถนำมาใช้ผสมผสานเพื่อเพิ่มผลผลิตได้[46] นอกจากระบบกลางแจ้งแล้ว บริษัทยังมีระบบสำหรับเรือนกระจกที่บริษัทอ้างว่าจะทำให้สภาพภูมิอากาศจุลภาคในเรือนกระจกเหมาะสมกับพืขมากที่สุด[15]

ประเทศฝรั่งเศส

บริษัท Akuo Energy ได้มีการพัฒนาแนวคิดเกี่ยวกับ agrinergie มาตั้งแต่ปี ค.ศ. 2007 ซึ่งเป็นการผสมผสานการผลิตไฟฟ้ากับเกษตรกรรมเข้าด้วยดันผ่านการสอดแทรกและซ้อนกัน[47] ในปี ค.ศ. 2017 บริษัท Tenergie ได้เริ่มนำเรือนกระจกแบบโฟโตวอลเทอิกมาใช้ ซึ่งมีโครงสร้างที่กระจายแสงที่ลดความเปรียบต่างระหว่างส่วนที่เป็นเงากับแสงที่เกิดจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์[48]

ตั้งแต่ปี ค.ศ. 2009 สถาบัน INRA, IRSTEA กับบริษัท Sun'R ทำงานร่วมกันในโครงการ Sun'Agri[42] ต้นแบบแรกซึ่งมีแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบคงที่ถูกติดตั้งในปี ค.ศ. 2009 บนที่โล่งขนาด 0.1 เฮกตาร์ในเมืองมงเปอลีเย[16] ต้นแบบอื่น ๆ ที่มีแผงแบบเคลื่อนที่ได้แกนเดี่ยวถูกสร้างขึ้นในปี ค.ศ. 2014[16] และ 2017 เป้าหมายของการศึกษาเหล่านี้คือเพื่อจัดการสภาพภูมิอากาศจุลภาคของพืชและผลิตพลังงานไฟฟ้า และเพื่อศึกษาการกระจายของแสงระหว่างพืชและแผงเซลล์แสงอาทิตย์ โรงไฟฟ้าระบบอะกริวอลเทอิกส์แรกที่บริษัท Sun'R ได้สร้างขึ้นในปี ค.ศ. 2018 อยู่ในเทศบาลเทรแซร์ (Tresserre) ในจังหวัดปีเรเน-ออรีย็องตาล โดยมีขนาด 2.2 เมกะวัตต์พีกบนไร่องุ่นพื้นที่ 4.5 เฮกตาร์ ซึ่งเป็นการประเมินประสิทธิภาพของระบบของบริษัทนี้บนไร่องุ่นในขนาดใหญ่และสภาวะจริง[49]

ในปี ค.ศ. 2016 บริษัท Agrivolta ได้เฉพาะทางในระบบอะกริวอลเทอิกส์[50] หลังจากที่ต้นแบบแรกได้ถูกสร้างขึ้นในปี ค.ศ. 2017 ในเมืองแอ็กซ็องพรอว็องส์ บริษัท Agrivolta ได้ติดตั้งระบบของตัวเองบนพื้นที่ของสถาบันวิจัยพืชสวนแห่งชาติฝรั่งเศส (Astredhor) ในเทศบาลอีแยร์ (Hyères)[51] และได้นำเสนอเทคโนโลยีของบริษัทในงานแสดงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค (CES) ในเมืองลาสเวกัสในปี ค.ศ. 2018[52]

ประเทศเยอรมนี

ในปี ค.ศ. 2011 สถาบันเพื่อระบบพลังงานแสงอาทิตย์เฟราน์โฮเฟอร์เริ่มวิจัยระบบอะกริวอลเทอิกส์ ตามด้วยโครงการ APV-Resola ซึ่งเริ่มในปี ค.ศ. 2015 และกำหนดการสิ้นสุดในปี ค.ศ. 2020 ต้นแบบแรกขนาด 194.4 กิโลวัตต์พีกมีแผนที่จะสร้างในปี ค.ศ. 2016 บนพื้นที่ขนาด 0.5 เฮกตาร์ของไร่นาสหกรณ์ฮ็อฟเกอไมน์ชัฟท์ เฮ็กเกิลบัค ในเทศบาลแฮร์ทวังเงิน (Herdwangen-Schönach)[43] ตั้งแต่ปี ค.ศ. 2015 การผลิตพลังงานไฟฟ้าโฟโตวอลเทอิกในประเทศเยอรมนียังไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจหากไม่มีเงินอุดหนุน FITs จากรัฐบาล[21] ตั้งแต่ปี ค.ศ. 2021 ไม่มีเงินอุดหนุน FITs ให้ระบบอะกริวอลเทอิกส์ในประเทศเยอรมนี[36]

ในทางกลับกัน สมาคมเฟราน์โฮเฟอร์ซึ่งเป็นสถาบันส่งเสริมการใช้งานพลังงานแสงอาทิตย์กล่าวในปี ค.ศ. 2021 ว่า 4 เปอร์เซ็นต์ของพื้นที่เพาะปลูกได้ของเยอรมนีจำเป็นต้องถูกคลุมด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อให้สามารถผลิตพลังงานพอความต้องการของประเทศได้ (ขนาดที่ติดตั้งประมาณ 500 กิกะวัตต์พีก) โดยเชื่อว่าความจุทั้งหมดของประเทศสำหรับระบบอะกริวอลเทอิกส์เหนือพืชทนร่มเช่นเบอร์รีเท่ากับ 1,700 กิกะวัตต์พีก หรือประมาณ 14 เปอร์เซ็นต์ของพื้นที่เพาะปลูกทั้งหมด[36]

ประเทศเดนมาร์ก

ภาควิชาพืชไร่นาของมหาวิทยาลัยออร์ฮูส (Aarhus University) ได้เริ่มโครงการศึกษาระบบอะกริวอลเทอิกส์ในสวนผลไม้ในปี ค.ศ. 2014[53]

ทวีปอเมริกา

สหรัฐ

แกะข้างใต้แผงเซลล์แสงอาทิตย์บนเกาะลานาอิ (Lanai) รัฐฮาวาย

ในประเทศสหรัฐอเมริกา บริษัท SolAgra ได้ร่วมมือพัฒนาระบบอะกริวอลเทอิกส์ร่วมกับภาควิชาพืชไร่นาของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส พืชผลที่สามารถเพาะปลูกข้างใต้ได้ประกอบด้วยองุ่น แรสเบอร์รี แอปเปิล ผักกาดหอม มะเขือเทศ เก๋ากี้ มันฝรั่ง และข้าว[54] มีการศึกษาระบบอะกริวอลเทอิกส์เชิงทดลองโดยมหาวิทยาลัยหลายแห่งเช่น โครงการ Biosphere 2 ที่มหาวิทยาลัยแอริโซนา[55][56] โครงการภาควิชาเกษตรกรรมสต็อกบริดจ์ของมหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ แอมเฮิรสท์ (University of Massachusetts Amherst)[57] บริษัทสัญชาติสหรัฐบริษัทหนึ่งได้ติดตั้งรังผึ้งไว้ใกล้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีอยู่ก่อนแล้ว[5]

ประเทศชิลี

ระบบอะกริวอลเทอิกส์ขนาด 13 กิโลวัตต์พีกสามระบบถูกสร้างขึ้นในประเทศชิลีในปี ค.ศ. 2017 เป้าหมายของโครงการนี้คือเพื่อศึกษาพืชที่สามารถได้รับประโยชน์จากร่มเงาของระบบอะกริวอลเทอิกส์ ไฟฟ้าที่ผลิตถูกนำมาใช้ในสิ่งก่อสร้างทางการเกษตรเช่น การทำความสะอาด การบรรจุภัณฑ์ การเก็บเย็น ตู้ฟักไข่ ฯลฯ ระบบหนึ่งถูกติดตั้งในบริเวณที่ไฟดับบ่อย[58]

อ้างอิง

  1. ↑ 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 1.12 Dinesh, Harshavardhan; Pearce, Joshua M. (2016). "The potential of agrivoltaic systems" (PDF). Renewable and Sustainable Energy Reviews. 54: 299–308. doi:10.1016/j.rser.2015.10.024.
  2. ↑ 2.0 2.1 "A New Vision for Farming: Chickens, Sheep, and ... Solar Panels". EcoWatch (ภาษาอังกฤษ). 28 เมษายน 2020. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 19 เมษายน 2021. สืบค้นเมื่อ 19 กรกฎาคม 2020.
  3. ↑ 3.0 3.1 3.2 3.3 GOETZBERGER, A.; ZASTROW, A. (1 มกราคม 1982). "On the Coexistence of Solar-Energy Conversion and Plant Cultivation". International Journal of Solar Energy. 1 (1): 55–69. Bibcode:1982IJSE....1...55G. doi:10.1080/01425918208909875. ISSN 0142-5919.
  4. ↑ 4.0 4.1 4.2 Dupraz, C.; Marrou, H.; Talbot, G.; Dufour, L.; Nogier, A.; Ferard, Y. (2011). "Combining solar photovoltaic panels and food crops for optimising land use: Towards new agrivoltaic schemes". Renewable Energy. 36 (10): 2725–2732. doi:10.1016/j.renene.2011.03.005.
  5. ↑ 5.0 5.1 "Plot Brewing To Blanket US In Solar Panels + Pollinator-Friendly Plants". CleanTechnica (ภาษาอังกฤษแบบอเมริกัน). 2 กรกฎาคม 2020. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2 มิถุนายน 2021. สืบค้นเมื่อ 19 กรกฎาคม 2020.
  6. ↑ 6.0 6.1 6.2 6.3 Adeh, Elnaz H.; Good, Stephen P.; Calaf, M.; Higgins, Chad W. (7 สิงหาคม 2019). "Solar PV Power Potential is Greatest Over Croplands". Scientific Reports (ภาษาอังกฤษ). 9 (1): 11442. doi:10.1038/s41598-019-47803-3. ISSN 2045-2322.
  7. ↑ Janzing, Bernward (2011). Solare Zeiten (ภาษาเยอรมัน). Freiburg/Germany: Bernward Janzing. ISBN 978-3-9814265-0-2.
  8. ↑ 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 Movellan, Junko (10 ตุลาคม 2013). "Japan Next-Generation Farmers Cultivate Crops and Solar Energy". renewableenergyworld.com (ภาษาอังกฤษ). เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 11 กันยายน 2017.
  9. ↑ Schindele, Stefan (2013). "Combining Pv And Food Crops To Agrophotovoltaic–Optimization Of Orientation And Harvest". 13th IAEE European Conference. doi:10.4229/27thEUPVSEC2012-5AV.2.25. ISBN 3-936338-28-0.
  10. ↑ "APV Resola". APV Resola (ภาษาเยอรมัน). คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 8 มิถุนายน 2021. สืบค้นเมื่อ 11 กันยายน 2017.
  11. ↑ 11.0 11.1 "ソーラーシェアリングには「追尾式架台」がベスト！ | SOLAR JOURNAL". SOLAR JOURNAL. 1 ธันวาคม 2017. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  12. ↑ 12.0 12.1 12.2 "A rope rack for PV modules". PV Europe (ภาษาอังกฤษแบบบริติช). 28 สิงหาคม 2017. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 17 เมษายน 2021. สืบค้นเมื่อ 16 พฤศจิกายน 2018.
  13. ↑ 13.0 13.1 Gandola, Cristina (25 กันยายน 2012). "Fotovoltaico e agricoltura: maggiore produttività in meno spazio". Scienze News (ภาษาอิตาลี). เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 18 สิงหาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 6 กันยายน 2021.
  14. ↑ 14.0 14.1 Weselek, Axel; Ehmann, Andrea; Zikeli, Sabine; Lewandowski, Iris; Schindele, Stephan; Högy, Petra (19 มิถุนายน 2019). "Agrophotovoltaic systems: applications, challenges, and opportunities. A review" (PDF). Agronomy for Sustainable Development. 39 (4): 5. doi:10.1007/s13593-019-0581-3. สืบค้นเมื่อ 7 มิถุนายน 2021.
  15. ↑ 15.0 15.1 "greenhouse". remtec.energy (ภาษาอังกฤษ). เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 16 สิงหาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 12 กันยายน 2021.
  16. ↑ 16.0 16.1 16.2 Dorthe, Chantal (26 มิถุนายน 2017). "Vers des systèmes agrivoltaïques conciliant production agricole et production d'électricité". inra.fr (ภาษาฝรั่งเศส). เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 4 มิถุนายน 2021. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  17. ↑ Massimo, CARDELLI (20 กันยายน 2013). "GREENHOUSE AND SYSTEM FOR GENERATING ELECTRICAL ENERGY AND GREENHOUSE CULTIVATION". patentscope.wipo.int (ภาษาอังกฤษ). เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  18. ↑ La Notte, Luca; Giordano, Lorena; Calabrò, Emanuele; Bedini, Roberto; Colla, Giuseppe; Puglisi, Giovanni; Reale, Andrea (15 พฤศจิกายน 2020). "Hybrid and organic photovoltaics for greenhouse applications". Applied Energy (ภาษาอังกฤษ). 278: 115582. doi:10.1016/j.apenergy.2020.115582. ISSN 0306-2619.
  19. ↑ 19.0 19.1 Liu, Wen; Liu, Luqing; Guan, Chenggang; Zhang, Fangxin; Li, Ming; Lv, Hui; Yao, Peijun; Ingenhoff, Jan (1 มีนาคม 2018). "A novel agricultural photovoltaic system based on solar spectrum separation". Solar Energy (ภาษาอังกฤษ). 162: 84–94. doi:10.1016/j.solener.2017.12.053.
  20. ↑ 20.0 20.1 "Sheep, ag and sun: Agrivoltaics propel significant reductions in solar maintenance costs". Utility Dive (ภาษาอังกฤษแบบอเมริกัน). เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 17 กุมภาพันธ์ 2021.
  21. ↑ 21.0 21.1 21.2 21.3 21.4 21.5 21.6 21.7 TROMMSDORFF, Maximillian (2016). "An economic analysis of agrophotovoltaics: Opportunities, risks and strategies towards a more efficient land use". The Constitutional Economics Network Working Papers. ISSN 2193-7214.
  22. ↑ "Life Cycle Assessment Harmonization Results and Findings". nrel.gov (ภาษาอังกฤษ). 21 กรกฎาคม 2014. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 30 กรกฎาคม 2017. สืบค้นเมื่อ 4 มิถุนายน 2021.
  23. ↑ Dupraz, C. "To mix or not to mix : evidences for the unexpected high productivity of new complex agrivoltaic and agroforestry systems" (PDF) (ภาษาอังกฤษ). คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ 16 กุมภาพันธ์ 2014. สืบค้นเมื่อ 14 เมษายน 2017.
  24. ↑ Castellano, Sergio (21 ธันวาคม 2014). "Photovoltaic greenhouses: evaluation of shading effect and its influence on agricultural performances". Journal of Agricultural Engineering (ภาษาอังกฤษ). 45 (4): 168–175. doi:10.4081/jae.2014.433. ISSN 2239-6268.
  25. ↑ 25.0 25.1 25.2 Dong-hwan, Ko (27 สิงหาคม 2020). "Back off: 'loathed' PV panels intensify separation rules in countryside". Korea Times. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 8 มีนาคม 2021.
  26. ↑ "日本で最も有名なソーラーシェアリング成功事例！ 匝瑳市における地域活性プロジェクトとは | AGRI JOURNAL". AGRI JOURNAL. 6 มีนาคม 2018. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2018.
  27. ↑ "耕作放棄地を豊かに！"メガ"ソーラーシェアリング | SOLAR JOURNAL". SOLAR JOURNAL. 27 พฤศจิกายน 2017. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2018.
  28. ↑ "Chinese Power Company Runs Solar Plant in Harmony With Local Community - Visit to Plant - Solar Power Plant Business". tech.nikkeibp.co.jp (ภาษาอังกฤษ). คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 สิงหาคม 2018. สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2018.
  29. ↑ "最大出力約480MWの営農併設型太陽光発電計画 長崎県佐世保市宇久島での太陽光発電事業に関する出資について". KYOCERA (Press release) (ภาษาญี่ปุ่น). 26 เมษายน 2020. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 7 มิถุนายน 2021. สืบค้นเมื่อ 7 มิถุนายน 2021.
  30. ↑ "Grape Solar Complementary Project under Panda Green Energy Received National Certificate". bjei.com. 18 ตุลาคม 2017. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 9 มิถุนายน 2021. สืบค้นเมื่อ 9 มิถุนายน 2021.
  31. ↑ Panjwani, Laura (29 มิถุนายน 2018). "Solar Panel Innovation Allows for Plant Growth, Energy Generation Simultaneously". R&D World. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 9 มิถุนายน 2021. สืบค้นเมื่อ 9 มิถุนายน 2021.
  32. ↑ "What We Can Learn From the Greening of China's Kubuqi Desert". Time (ภาษาอังกฤษ). เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 13 สิงหาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2018.
  33. ↑ "Apparatus and Method For Desert Environmental Control And For Promoting Desert Plants Growth". worldwide.espacenet.com (ภาษาอังกฤษ). คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2021-03-08. สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2018.
  34. ↑ SBS NEWS, 한국 영농형 태양광협회 출범…'태양광 성장' 주도 (ภาษาเกาหลี), เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021, สืบค้นเมื่อ 22 กุมภาพันธ์ 2020
  35. ↑ 솔라팜, "태양광발전 통해 벼 재배 성공, 4개월 만에 수확" (ภาษาเกาหลี), 19 กันยายน 2016, เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021, สืบค้นเมื่อ 22 กุมภาพันธ์ 2020
  36. ↑ 36.0 36.1 36.2 36.3 Bhambhani, Anu (23 กุมภาพันธ์ 2021). "Fraunhofer ISE Issues Guidelines For Agrivoltaics". TaiyangNews (ภาษาอังกฤษ). Beijing. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 8 มีนาคม 2021.
  37. ↑ Malu, Prannay R.; Sharma, Utkarsh S.; Pearce, Joshua M. (2017-10-01). "Agrivoltaic potential on grape farms in India" (PDF). Sustainable Energy Technologies and Assessments (ภาษาอังกฤษ). 23: 104–110. doi:10.1016/j.seta.2017.08.004. ISSN 2213-1388.
  38. ↑ Nor'azman, Norshazlina (21 ธันวาคม 2015). "Kisah ladang Agri-Solar terbesar di dunia". มาเลเซียกีนี (ภาษามาเลย์). เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 7 มิถุนายน 2021. สืบค้นเมื่อ 7 มิถุนายน 2021.
  39. ↑ Othman, N. F.; Su, A. S. Mat; Ya’acob, M. E. (2018). "Promising Potentials of Agrivoltaic Systems for the Development of Malaysia Green Economy". IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (ภาษาอังกฤษ). 146 (1): 012002. doi:10.1088/1755-1315/146/1/012002. ISSN 1755-1315.
  40. ↑ "Fraunhofer Experiments In Chile And Vietnam Prove Value Of Agrophotovoltaic Farming | CleanTechnica". cleantechnica.com (ภาษาอังกฤษแบบอเมริกัน). เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 16 ธันวาคม 2020. สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2018.
  41. ↑ 41.0 41.1 "Mola di Bari: realizzato primo impianto fotovoltaico su un un vigneto di uva da tavola" (ภาษาอิตาลี). เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 17 พฤศจิกายน 2018.
  42. ↑ 42.0 42.1 "Ferme photovoltaïque : Sun'R combine agriculture et production d'électricité". lesechos.fr (ภาษาฝรั่งเศส). 29 พฤษภาคม 2017. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 1 กันยายน 2017. สืบค้นเมื่อ 18 พฤศจิกายน 2018.
  43. ↑ 43.0 43.1 "Photovoltaics and Photosynthesis – Pilot Plant at Lake Constance Combines Electricity and Crop Production - Fraunhofer ISE". Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE (ภาษาอังกฤษ). เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  44. ↑ "Agrivoltaics of hoe je met zonnepanelen in een boomgaard peren én elektriciteit kan oogsten". VRT NWS (ภาษาดัตช์). 2020-10-27. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 กุมภาพันธ์ 2021. สืบค้นเมื่อ 2021-08-08.
  45. ↑ "A profile of Franciacorta's sparkling wines". wine-pages (ภาษาอังกฤษแบบบริติช). เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 17 พฤศจิกายน 2018.
  46. ↑ "Shading nets". REM Tec. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 16 สิงหาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 6 กันยายน 2021.
  47. ↑ "Agrinergie : faire cohabiter intelligemment énergie et agriculture". enerzine.com (ภาษาฝรั่งเศส). 19 กรกฎาคม 2013. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 4 มิถุนายน 2021. สืบค้นเมื่อ 4 มิถุนายน 2021.
  48. ↑ "Mallemort expérimente un nouveau type de serre photovoltaïque". lemoniteur.fr (ภาษาฝรั่งเศส). เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 18 พฤศจิกายน 2018.
  49. ↑ "Inauguration de la première centrale vitivoltaïque dans les Pyrénées-Orientales". ladepeche.fr (ภาษาฝรั่งเศส). เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 5 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  50. ↑ "Agrivolta fait de l'ombre… intelligemment". La Tribune (ภาษาฝรั่งเศส). เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 8 มีนาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  51. ↑ "Agrivolta propose des ombrières intelligentes". LaProvence.com (ภาษาฝรั่งเศส). 29 กันยายน 2017. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  52. ↑ "Agrivolta". rvi (ภาษาฝรั่งเศส). คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 27 พฤศจิกายน 2020. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  53. ↑ "OpenIDEO - How might communities lead the rapid transition to renewable energy? - Photovoltaic covering system for orchards". challenges.openideo.com (ภาษาอังกฤษ). คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  54. ↑ "SolAgra Farming™". SolAgra (ภาษาอังกฤษ). เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 31 สิงหาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  55. ↑ Pallone, Tony (20 เมษายน 2017). "Agrivoltaics: how plants grown under solar panels can benefit humankind". insights.globalspec.com (ภาษาอังกฤษ). เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 16 กรกฎาคม 2018. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  56. ↑ "UA Researchers Plant Seeds to Make Renewable Energy More Efficient". UANews (ภาษาอังกฤษ). เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  57. ↑ "UMass finds fertile ground in South Deerfield". Daily Hampshire Gazette (ภาษาอังกฤษ). 28 กันยายน 2017. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018. สืบค้นเมื่อ 20 มกราคม 2019.
  58. ↑ "Fraunhofer Experiments In Chile And Vietnam Prove Value Of Agrophotovoltaic Farming | CleanTechnica". cleantechnica.com (ภาษาอังกฤษแบบอเมริกัน). เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 16 ธันวาคม 2020. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.

แหล่งข้อมูลอื่น
Kembali kehalaman sebelumnya