ПОТЕНЦИАЛ АГРОВОЛЬТАИЧЕСКИХ СИСТЕМ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ : POTENTIAL OF AGRIVOLTAIC SYSTEMS IN THE AGRICULTURE OF THE RUSSIAN FEDERATION

• Main Authors: Костик Н.Р., Бобыль А.В.
• Format: Report
• Language: unknown
• Published: АгроЭкоИнженерия 2021
• Subjects: АГРОВОЛЬТАИЧЕСКАЯ СИСТЕМА; ЭНЕРГИЯ; СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА; Arkhangelsk; Архангельск*
• Online Access: https://dx.doi.org/10.24412/2713-2641-2021-2107-25-45; https://cyberleninka.ru/article/n/potentsial-agrovoltaicheskih-sistem-v-selskom-hozyaystve-rossiyskoy-federatsii

С развитием технологий возобновляемой энергетики появляются возможности более эффективного использования уже имеющихся ресурсов. Цель данной работы - рассмотреть возможность внедрения агровольтаических систем в Российской Федерации путем моделирования климатических условий эксплуатации в различных регионах страны. Агровольтаика - это технология совместного использования земельных ресурсов для размещения фотоэлектрических преобразователей солнечного света и сельскохозяйственных посевов. В ходе исследования был проведен анализ влияния агровольтаических систем различной конфигурации высокой плотности размещения и частичной плотности размещения солнечных элементов над посевами сельскохозяйственных культур. В результате исследования было выявлено, что при частичной плотности размещения урожайность капусты соответствовала, а в некоторых случаях превосходила урожайность растений, выращенных под открытым небом. Аналогичное исследование для сортов перца и томата продемонстрировало положительное влияние затенения на создание благоприятных условий для растений в засушливых регионах. Благодаря затенению, создаваемому солнечными элементами, удается снизить дневную температуру на 1,2 + 0,3°C, повысить ночную температуруна 0,5 + 0,4°C, а также снизить темп испарения влаги из почвы. Все эти эффекты благоприятно влияют на микроклимат в области агровольтаической системы, повышая устойчивость растений к тепловому воздействию. Основываясь на перспективах агровольтаических систем, было выполнено моделирование условий эксплуатации станции мощностью 15кВт в различных регионах Российской Федерации - Краснодарском и Алтайском краях, Воронежской, Ростовской и Архангельской областях. Вполне очевидно, что наибольшую перспективность агровольтаические системы продемонстрировали в регионах тропического и резко-континентального климата - в Краснодарском крае, Ростовской области и Алтайском крае, выработав 20613 кВт, 18610 кВт и 20415 кВт в год, соответственно. В зависимости от региона, варьируется и приведенная стоимость энергии, выработанная агровольтаической системой - от 0,016 USD/кВтч до 0,032 USD/кВтч. Полученные данные доказывают высокий потенциал и мотивацию к развитию агровольтаических систем в Российской Федерации. : The development of renewable energy technologies promotes new opportunities for more efficient use of existing resources. The purpose of this work was to consider the possibility of introducing agrivoltaic systems in the Russian Federation by simulating the climatic conditions in different regions of the country. Agrivoltaics is a technology of co-location of photovoltaic converters and crops to produce both energy and food resources. The study analysed the effect of various agrivoltaic configurations with high- and low-density placement of solar cells over crops. It was revealed that at a low-density placement of solar sells the yield of cabbage was almost the same as that of the same plants grown in the open air. A similar study with pepper and tomato cultivars demonstrated the beneficial effects of shading in creating favourable conditions for plants in dry regions. Owing to the shading created by solar cells, it is possible to reduce the day temperature by 1.2 + 0.3°C, to increase the night temperature by 0.5 + 0.4°C, and also to descrease the rate of moisture evaporation from the soil. All these effects have a beneficial influence on the microclimate in the area of the agrivoltaic system and improve the plant resistance to thermal stress. The operating conditions of the 15 kW station were simulated for various regions of the Russian Federation: Krasnodar Territory, Voronezh, Rostov, and Arkhangelsk Regions and Altai Territory. Obviously, agrivoltaic systems were most promising in the regions with tropical and extreme-continental climate conditions, with Krasnodar Territory, Rostov Region, and Altai Territory having produced 20613 kW, 18610 kW, and 20415 kW per year, respectively. Depending on the region the levelised cost of energy generated by the agrivoltaic system also varied - from 0.016 USD /kWh to 0.032 USD /kWh. The obtained results provide evidence of high potential and motivation for the development of agrivoltaic systems in the Russian Federation.