Saulės energetika Lietuvoje turi vieną nemenką problemą – jai jau trūksta žemės. ES išmokų prijaukinti žemių savininkai nenoriai linkę skirtis su žeme, nors jos ir nedirba. Nemažai problemų kelia ir pats nacionalinis žemės panaudojimo planavimas – tradiciškai agrarinė šalis Lietuva pagrindinius savo žemės resursus yra priskyrusi dirbamai žemei, o įstatymai sudėlioti taip, kad jos paskirtį pakeisti – Sizifo darbas.
Tad gaunasi dviprasmė situacija – Lietuvos vyriausybė Nacionalinėje energetinės nepriklausomybės strategijoje užbrėžė ambicingus tikslus iki 2030 m. iš saulės ir vėjo generuoti iki 45 proc. šalyje suvartojamos elektros. Savivaldybės – savo ruožtu – taip pat turi atskirus privalomus pasiekti atsinaujinančių išteklių energijos naudojimo planinius rodiklius.
Bet visų šių tikslų įgyvendinimą jau dabar riboja žemės stygius. Juk norint iš atsinaujinančių resursų pasigaminti pusę reikalingos elektros, vien namų stogų nepakaks, reikės daug ir didelių saulės parkų, kuriems reikės kur kas daugiau nedirbamos žemės, nei jos galima šiandien rasti Lietuvoje.
Saulės elektrinės irgi nepastatysi bet kur. Jai pirmiausiai reikia patogaus priėjimo prie skirstomųjų tinklų. Net keli šimtai papildomų metrų iki transformatorinės gali kainuoti dešimtis, o kartais ir šimtus tūkstančių eurų. Elektrinės nepastatysi šešėlyje, jai reikalinga tvirta, lygi žemė, geras privažiavimas, be to, savaime suprantama, jos nepastatysi nacionaliniuose ar kituose parkuose ir saugomose teritorijose.
Todėl norom nenorom, saulės parkų vystytojų akys ir toliau krypsta link nenaudojamų žemės ūkio paskirties laukų, kurie būtų netoli apgyvendintų zonų ar transporto arterijų.
Anksčiausiai originalų sprendimą, kaip suderinti labai ribotus tinkamos žemės resursus su augančiais saulės energetikos poreikiais, išrado japonai – dar 2004 m. jie sukonstravo saulės elektrinę, po kuria buvo galima auginti žemės ūkio produkciją. Per ateinančius 15 metų Japonijoje ši technologija smarkiai ištobulėjo ir buvo pastatyta per 1000 didelių pajėgumų saulės agro-elektrinių. Dar daugiau – smulkių.
Taigi, pasaulyje jau gerą dešimtmetį populiarėjančios saulės elektrinės, pritaikytos žemės ūkiui (#agrivoltaics), jau pradedamos projektuoti ir Lietuvoje. Bet saulės energetikos vystytojai supranta – neateisi pas ūkininką ir tiesiog nepasiūlysi jam ropių lauke pastatyti pažangią saulės elektrinę. Tam reikalingas ilgas šviečiamasis darbas, gerųjų praktikų kūrimas ir atviro bendradarbiavimo dvasia – tarp ūkininkų ir atsinaujinančios energetikos specialistų.
O saulės agro-elektrinėms priklauso ateitis. Tuo jau įsitikino ir japonai, ir dar mažiau žemės turintys olandai. Tokios saulės elektrinės duoda trigubą naudą – leidžia žemės ūkio paskirties žemę naudoti tiek pasėlių auginimui, tiek ir švarios saulės elektros gamybai. Negana to, sumaniai įrengta agro-elektrinė apsaugo dirvą nuo erozijos, sulygina temperatūrų svyravimą ir geriau išlaiko drėgmę jos paviršiuje, taip leidžiant sutaupyti vandens laistymui.
Ir svarbiausia, tokios saulės elektrinės tinkamos įrenginėti žemės ūkio paskirties žemėse nieko nekaitaliojant. Laimi tiek ūkininkai, tiek ir saulės parkų vystytojai. JAV mokslininkai yra paskaičiavę, kad agro-elektrinės galėtų patenkinti visus pasaulio elektros poreikius, jei joms įrengti būtų skirta bent 1% pasaulyje šiandien naudojamos agrarinės paskirties žemės.
Šiandien yra išvystyti šie 3 pagrindiniai agro-elektrinių tipai:
1. Stoginės ir šiltnaminės. Žemės ūkio produkcija auginama saulės elektrinės pavėsyje, saulės energiją sugeriančius modulius įrengiant ant specialių platformų keli metrai virš žemės paviršiaus. Tokiu pačiu principu veikia šiltnamiai su į stogus ir sienas integruotais saulės moduliais.
2. Vertikalios. Žemės ūkio produkcija auginama tarp vertikaliai įrengtų saulės elektrinės sienų, kurios sudarytos iš dvipusių saulės modulių. Tokios elektrinės įrengiamos ir didelėse gyvulių ganyklose, uoginių krūmų plantacijose ir pan.
3. Dinaminės. Tai pažangiausias agro-elektrinių tipas. Saulės moduliai įrengiami ant saulės judėjimą sekančių kompiuterizuotų stovų (trackers), pasėliai auginami tarp jų ir po jais. Šios elektrinės išskirtinės tuo, kad leidžia reguliuoti saulės modulių pakrypimo kampą dienos bėgyje, nukreipiant juos tiesiai į saulę karščiausiu paros metu ir taip apsaugant dirvą ir augmeniją nuo perteklinio karščio.
Ekonominė ir aplinkosauginė nauda
Visų trijų tipų saulės agro-elektrinės yra neinvazinės, aplinkosaugiškai tvarios ir ekonomiškai efektyvios, nes iš dirbamos žemės leidžia uždirbti dvigubai – auginant žemės produkciją ir generuojant elektrą. Kokį elektrinės modelį pasirinkti diktuoja ūkio tipas, geografinė vieta ir dydis, ūkio suvartojamas elektros kiekis ir kt.
Ūkyje įrengtos agro-elektrinės generuojamos elektros vartotoju gali būti pats ūkis arba nutolę vartotojai: vietos bendruomenė ar savivaldybė. Tokia elektra gali būti tiesiog priduodama į tinklą ir jos vartotoju Lietuvoje jau gali tapti bet kuris šalies namų ūkis, bendrovė ar organizacija.
Tipinė agro-elektrinė per metus gali pagaminti iki 900 kWh elektros energijos iš instaliuoto 1 kW, priklausomai nuo naudojamų modulių ir tvirtinimo technologijos. Šiandien pasaulyje labiausiai paplitusios pirmojo tipo stoginės agro-elektrinės. Joms dažniausiai naudojami išretintų saulės elementų moduliai, kad per „stogą“ patektų daugiau šviesos. Tokių elektrinių generacija mažesnė, ji siekia 50-60% įprastinės saulės elektrinės pajėgumo ir kasmet iš instaliuoto 1 kW galėtų sugeneruoti 500-600 kWh elektros.
Tačiau būtent jos populiariausios vien dėl to, kad stoginė saulės elektrinė atlieka ir patvaraus, ilgaamžio stiklinio šiltnamio stogo funkciją.
Tinka įvairiems augalams auginti
JAV mokslininkų tyrimai jau bene prieš dešimt metų patvirtino saulės energetikos ir žemės ūkio derinimo pranašumą. Auginant pipirus, vyšninius pomidorus sausesnėse ir kaitresnėse vietovėse saulės modulių šešėlyje galima pasiekti kur kas didesnį derlių bei žymiai sumažinti laistymui būtino vandens kiekį.
Arizonos universiteto mokslininkai patvirtino, jog pasėliams augant saulės modulių šešėlyje, daržovių ir vaisių derlius gali išaugti 2-3 kartus didesnis nei įprastame žemės ūkyje.
Žurnalo „Nature“ publikuotame tyrime mokslininkų grupė pristatė kelerius metus trukusio projekto rezultatus; ji tyrė, kaip pipirai ir vyšniniai pomidorai auga saulės modulių šešėlyje, sausose vietose. Tris mėnesius trunkančio vasaros sezono metu, mokslininkų komanda stebėjo mikroklimato sąlygas, tokias kaip šviesos lygis, oro temperatūra ir drėgmės lygis, taip pat saulės modulių temperatūra, dirvožemio drėgmė ir drėkinimo vandens sunaudojimas, augalų ekologinė funkcija ir augalų biomasės gamyba. Stebėjimas buvo atliktas naudojant jutiklius virš dirvos paviršiaus bei su jutikliais 5 cm gylyje.
Mokslininkų matavimai parodė, kaip saulės modulių šešėliai turėjo didelę teigiamą įtaką palankesniam vietos mikroklimatui. Dėl fotovoltinių modulių suteikto šešėlio dienos temperatūra dirvos paviršiuje buvo vėsesnė, o nakties temperatūra buvo šiltesnė nei tradicinėse auginimo sistemose po atviru dangumi.
Agro-elektrinės sistemoje buvo ir mažesnis garų slėgio deficitas, tai reiškia, jog ore buvo daugiau drėgmės.
Mokslininkai teigia, kad saulės modulių suteikta apsauga nuo saulės spindulių ir karštos temperatūros leido geriau derėti visoms kultūroms.
„Tiesą sakant, vaisių derlius buvo 3 kartus didesnis, naudojant saulės modulius #agrosolar sistemoje, o pomidorų derlius buvo dvigubai didesnis“, – sako tyrimo autorius Gregas Barronas-Gaffordas. Lietuvos sąlygomis agroelektrinių žemės ūkiuose ypatingai gerai tinka auginti kopūstus, svogūnus, bulves, morkas ar minkštavaisius.
Kalbant apie jalapeno pipirus, mokslininkai pastebėjo, jog derlius buvo labai panašus į tą, kuris buvo auginamas naudojant tradicinius metodus, tačiau buvo net 65% sumažinti vandens praradimai. Tuo įsitikino ir agro-elektrines įrenginėjančios Lietuvos bendrovės SoliTek partneris – Malaizijos Parako valstijos savivaldybė, kurios užsakymu SoliTek iš Lietuvoje gamintų stiklo modulių pastatė 1,5 MW galios stoginę agro-elektrinę paprikoms auginti. Rezultatai idealiai atitiko JAV mokslininikų tyrimų duomenis.
Šiandien vis dažniau girdint ūkininkų, politikų ir aplinkosaugos organizacijų nuogąstavimus, kad nevalia naudoti ūkio paskirties žemes saulės energijos parkams, agro-elekrtinės gali tapti geriausiu atsaku, kuriančiu didelę pridėtinę vertę tiek vietos bendruomenei, tiek ir visai rinkai. Ir svarbiausia – žemės ūkis taip pat gali prisidėti prie energetinės Lietuvos nepriklausomybės.
