Firma Kelfield od 2019 roku rozwija projekty w zakresie odnawialnych źródeł energii. Ich głównym celem jest dywersyfikacja lokalnej działalności rolniczej poprzez zastosowanie nowoczesnych rozwiązań.
O rozwoju agrowoltaiki, szansach, jakie ze sobą niesie i korzyściach dla rolnictwa opowiedział nam Paweł Kwiecień, dyrektor ds. rozwoju OZE w Kelfield.
Czym jest agrowoltaika?
Agrowoltaika, Agrofotowoltaika, Agro-PV,Agri-PV, czy też APV to określenia opisujące synergię rolnictwa z energetyką słoneczną.
Agrofotowoltaika będąc innowacyjnym rozwiązaniem dla rolnictwa jest ściśle związana z produkcją rolną połączoną z infrastrukturą, którą jest instalacja fotowoltaiczna oparta na przystosowanych do tego systemach montażowych dla APV. Nowoczesność konceptu APV pozwala na efektywne wykorzystanie terenu poprzez kontynuowanie produkcji rolnej, upraw rolnych przy jednoczesnej produkcji energii z promieni słonecznych.
Jeszcze kilka lat temu agrofotowoltaika była znana jedynie jako instalacje naziemne czy też dachowe zamontowane przy lub na dachach budynków gospodarczych gospodarstwa. Produkowana z nich energia służyła do zasilenia gospodarstwa rolnego. Dzisiaj mówimy już o instalacjach APV które lokalizuje się na gruntach rolnych, gdzie prowadzi się uprawę roślin, pastwiskach powiązanych z hodowlą zwierząt, czy też łączy się z pszczelarstwem i hodowlą ryb.
Najistotniejszym punktem dla APV jest to, by numerem 1 zostało rolnictwo, uprawy, hodowle, a instalacja do wytwarzania energii była jedynie infrastrukturą towarzyszącą zajmującą niewielki % powierzchni (powierzchnia użytkowa dla dalszych upraw wynosi 95-99% użytku rolnego).
Jakie są rodzaje i jak powstają instalacje agroPV?
Instalacje agrowoltaiczne charakteryzują się odpowiednio przystosowanymi, zoptymalizowanymi dla produkcji rolnej systemami wsporczymi APV. Przy projektowaniu konstrukcji lub instalacji agrofotowoltaicznych, należy wziąć pod uwagę jak wpłyną one na rośliny, zwierzęta, czy ograniczą dostęp do światła słonecznego i wód opadowych, jaki będą miały wpływ na erozję gleby.
Konstrukcje APV skategoryzowane zostały pierwszy raz w specyfikacji DIN 91434:2021-05 „Systemy agrowoltaiczne – Wymagania dotyczące głównego zastosowania rolniczego”1. W dokumencie wyróżniono 2 kategorie konstrukcji agrowoltaicznych:
- Kategoria I – konstrukcje wysokie z uprawą pod panelami.
- Kategoria II – konstrukcje na gruncie z uprawami między panelami.
Zarówno dla konstrukcji z Kategorii I, gdzie prace rolne, uprawy, hodowle wykonuje się pod instalacją, jak i konstrukcji z Kategorii II, gdzie produkcja rolnicza odbywa się miedzy rzędami instalacji, można wykorzystać moduły PV zamontowane na stałe pod kątem lub zamontowane na systemach trakerowych.
Ponadto dla Kategorii II wyróżnia się innowacyjne systemy pionowe APV zwane także Agro-Płotem. Moduły PV instaluje się pionowo na systemach wsporczych rozmieszczonych w rzędach, które ustawione są w osi północ-południe. Na odpowiedni dobór odstępu pomiędzy rzędami wpływa wiele czynników m.in.: rodzaj prowadzonej produkcji rolniczej, park maszyn, zacienienia wzajemne konstrukcji lub wynikające z obiektów (lasy, tereny zakrzewione itp.), ukształtowanie terenu. Grupa Kelfield rozwija projekty agrofotowoltaiczne oparte na pionowych systemach wsporczych co pozwala na rozwój pionowej agrofotowoltaiki w Polsce.
Jak to wpływa na płody rolne?
Systemy dla APV łagodzą wpływ wysokich temperatur, zabezpieczają przed wiatrem, co pomaga w utrzymaniu odpowiednich warunków wzrostu plonów.
Na rozwój i wzrost rośliny wpływ ma wiele czynników, o których należy pamiętać. Dostęp do tlenu i CO2 zapewnia wpływ na wzrost, ale także rozwój rośliny. Ograniczenie dostępu do światła może wpłynąć na przebieg procesu fotosyntezy. Ważne jest by zaprojektować taką konstrukcję APV, która zapewni odpowiednie nasłonecznienie dla prowadzonej uprawy.
Przez ostatnie kilka lat zwraca się uwagę na problem, którym jest susza. Woda jest czynnikiem, który pomaga roślinie w pobieraniu składników odżywczych. Odpowiednio dobrany system APV pod daną uprawę powinien zapewnić odpowiedni dostęp wód opadowych dla rośliny. Systemy APV dzięki zacienieniu spowodowanemu przez instalację ograniczają straty wody poprzez ochronę gruntu przed nadmiernym parowaniem wody.
Innowacyjność projektów APV pozwala na zabezpieczenie upraw przed czynnikami atmosferycznymi. Silny wiatr, grad, wysoka temperatura mogą spowodować ogromne straty w plonach. Systemy dla APV łagodzą wpływ wysokich temperatur, zabezpieczają przed wiatrem, co pomaga w utrzymaniu odpowiednich warunków wzrostu plonów.
W „towarzystwie” modułów PV można uprawiać każdą roślinę
Uprawy jednoroczne, dwuletnie, wieloletnie możemy stosować w każdym przypadku agrowoltaiki. Należy pamiętać aby dobrany systemy montażowy APV wpływał jak najkorzystniej na uprawy rolne.
Najważniejsze jest by nie ograniczyć możliwości danej uprawy, by plon był jak najbardziej wydajny, a jednocześnie by roślina w niewielkim stopniu oddziaływała na produkcję energii. Rośliny w zależności czy są to zboża (np. pszenica, jęczmień), warzywa (np. cebula, groch), owoce (np. borówki, truskawki) będą wymagały różnych systemów APV.
Istotne jest również (w przypadku roślin cienio- i światłolubnych), by instalacja nie miała negatywnego wpływu na roślinę, a ta nie zacieniała powierzchni modułów PV. Podczas łączenia systemów APV i upraw należy rozważyć częstotliwość zbiorów. Konstrukcje muszą zostać tak zaprojektowane, by nie utrudniały prac przy zbiorach.
Przy planowaniu upraw rolnych i łączenia ich z infrastrukturą techniczną należy wziąć pod uwagę lokalizacje i lokalne warunki klimatyczne. Warto pamiętać o łąkach kwietnych posiadających złożony system korzeniowy, który wiąże wodę w glebie w ten sposób wspomagają bioretencję, dodatkowo łąki wzbogacają bioróżnorodność. Łąki dzięki ekologiczności i roślinom miododajnym świetnie komponują się w system pszczelarstwa.
W Europie prowadzi się badania dla różnego rodzaju roślin w połączeniu z APV i publikuje się wstępne wyniki i analizy. Chcąc jednoznacznie określić czy dana konstrukcja jest odpowiednia dla danej rośliny potrzebujemy wieloletnich badań pamiętając o tym że rok po roku nie powinno się uprawiać niektórych odmian roślin na tym samym gruncie rolnym.
Na obszarach rolnych żyje również wiele gatunków zwierząt. Jaki wpływ wywierają na nie instalacje agroPV?
Przy projektowaniu instalacji APV należy uwzględnić potrzeby i korzyści dla fauny lokalnej takiej jak ptaki czy owady. Systemy agrofotowoltaiczne mają wpływ na lokalną bioróżnorodność. Odpowiednio zaplanowane instalacje APV gwarantują siedliska dla różnych gatunków jednocześnie przyczyniając się do ochrony bioróżnorodności.
Moduły PV montowane na odpowiednich konstrukcjach APV powodują zacienienia terenu ograniczając dopływ światła naturalnego. Wpływa to na naturalne zachowanie zwierząt i ich rytm dobowy. W naszej siedzibie w Główczycach posiadamy pokazową instalację APV, która zostanie rozbudowana o kolejne rzędy modułów.
Wykorzystując to, czym dysponujemy na dzień dzisiejszy przeprowadziliśmy test z bydłem mlecznym i ewidentnie zwierzęta korzystały z cienia rzucanego przez pionowe systemy APV. W przypadku projektowania instalacji APV na pastwiskach ważne jest, by systemy agrofotowoltaiczne zostały rozmieszczone tak aby zminimalizować negatywny wpływ na zwierzęta i umożliwić swobodne przemieszczanie, dostęp do nasłonecznionych czy też zacienionych obszarów. Infrastruktura techniczna nie może stwarzać zagrożenia dla zwierząt i musi zostać zabezpieczona przed uszkodzeniami.
Jakie inne korzyści mogą czerpać rolnicy decydujący się na agroPV?
Systemy agrofotowoltaiczne dzięki swoim rozwiązaniom powodują, że gospodarstwa rolne stają się innowacyjne. Każde z gospodarstw czy jest konwencjonalnym czy ekologicznym generuje korzyści, ale w połączeniu z agrofotowoltaiką staje się gospodarstwem przyszłości „bardziej zielonym gospodarstwem”.
Farmy APV pozwolą rolnikom otrzymać benefity w postaci obniżenia kosztów energii w gospodarstwie, dodatkowych wynagrodzeń za wyprodukowaną energie lub za wydzierżawienie gruntu pod instalację APV. W każdym z powyższych przypadków mówimy o trwałych dochodach dla gospodarstwa rolnego i jego rozwoju.
Każde gospodarstwo które zadecyduje o połączeniu produkcji rolnej z produkcją energii synergetycznie zwiększy wykorzystanie gruntów łącząc ich dotychczasowe użytkowanie z produkcją energii.
Gospodarstwa agrofotowoltaiczne przyczynią się do ochrony środowiska, pomogą w redukcji emisji gazów cieplarnianych. Na rynku pojawia się coraz więcej konsumentów chcących zakupić produkty ze zrównoważonych i ekologicznych gospodarstw.
Uprawy APV świetnie komponują się z rolnictwem węglowym (ang.Carbon farming). Stosując odpowiednie praktyki rolne gospodarstwo wygeneruje kredyty węglowe, które może odsprzedać. Bardzo ważne jest, że rolnik prawidłowym zaplanowaniu i wykorzystaniu gruntu pod uprawy zachowa dopłaty bezpośrednie dla hektarów kwalifikujących się.
Czy agrowoltaika jest szansą dla dynamicznego rozwoju PV?
Agrofotowoltaika jest przyszłością rolnictwa i branży fotowoltaicznej, która na dzień dzisiejszy rozwija się dynamicznie, ale posiada jeszcze wiele niewiadomych.
Rosnące zapotrzebowanie na żywność i energię elektryczną powoduje, że APV, która jest kierunkiem rozwoju fotowoltaiki zalicza ekspresowy wzrost. Przy standardowych instalacjach PV, grunt wykorzystywany jest jedynie pod zabudowę instalacji dla produkcji energii.
Agrowoltaika swoją innowacyjnością polegającą na wykorzystaniu gruntów podwójnie przyspiesza rozwój branży fotowoltaicznej, nie tylko w Polsce, Europie, ale i na całym świecie.
W przeciągu ostatnich lat zauważyć możemy zmiany w klimacie, degradację gleb, dezertyfikację terenów, co ma bezpośredni wpływ na grunty rolne i może spowodować, że w przyszłości będzie ich brakowało.
Ograniczone grunty rolne spowodują konkurencyjność w ich użytkowaniu, co doprowadzić może do powstania różnych konfliktów. Dostarczana przez ziemię żywność i inne zasoby, które umożliwiają funkcjonowanie oraz rozwój ludzkości zostają zabezpieczone, dzięki instalacją APV.
Agrofotowoltaika jest przyszłością rolnictwa i branży fotowoltaicznej, która na dzień dzisiejszy rozwija się dynamicznie, ale posiada jeszcze wiele niewiadomych. Ilość powstających niewiadomych motywuje do wykonywania badań i analiz APV dla jej dynamicznego rozwoju.
Dlaczego te rozwiązania są wciąż mało popularne? Szczególnie w naszym kraju.
Konwencjonalne instalacje fotowoltaiczne zyskały bardzo duża popularność w naszym kraju. Agrofotowoltaika jest kierunkiem wywodzącym się z fotowoltaiki, a wiedza rolników, właścicieli gruntów jest niewystarczająca do akceptacji APV.
Agrofotowoltaika jest tematem rozwijającym się w naszym państwie i niezbędne jest edukowanie społeczeństwa w temacie korzyści, możliwości i technicznych aspektów płynących z APV. Niektóre państwa posiadają specjalne programy finansowe dla rolników, którzy decydują się na instalację APV na swoich gruntach.
W Polsce obecnie brakuje jednoznacznych ram prawnych i zachęt, które mogłyby promować tę technologię. Jesteśmy członkiem Polskiego Stowarzyszenia Fotowoltaiki w którym bardzo czynnie działa grupa robocza ds. Agrofotowoltaiki. Wspólnie staramy się, aby APV zostało objęte odpowiednimi legislacjami w naszym kraju.
Głównym zadaniem agrowoltaiki jest ochrona gruntów i kontynuowanie upraw, hodowli. Instalacja jest tylko infrastrukturą, która produkuje energię elektryczną jednocześnie wpływając korzystnie na działalność rolniczą. Ustawa, którą objęta zostałaby agrofotowoltaika powinna zawierać wytyczne pomagające rozwojowi APV w naszym kraju abyśmy mogli dołączyć do grona państw tworzących przyszłość agrowoltaiki w Europie.
Bardzo często uczestniczę w spotkaniach grup roboczych stowarzyszenia Solar Power Europe, w którym jedna z grup roboczych zajmuje się agrofotowoltaiką. Omawiane są tan sytuacje APV w innych państwach. Bardzo chciałbym uczestniczyć w takim spotkaniu, gdzie poruszony zostanie temat Polski, jako państwa, które umożliwia lokalizację instalacji APV na gruntach rolnych np. III klasy. Agrofotowoltaika pomoże zabezpieczyć nas w energię nie ograniczając produkcji rolnych.
Jakie projekty agroPV posiadacie w swoim portfolio, jako firma Kelfield?
Rozwój APV jest dla nas bardzo ważny i dlatego nie zatrzymujemy się, podjęliśmy kolejne kroki, aby jeszcze bardziej przyczynić się do rozwoju agrofotowoltaiki w Polsce i Europie.
Firma Kelfield została założona w 2019 roku i rozwija projekty w zakresie odnawialnych źródeł energii. Głównym celem jest dywersyfikacja lokalnej działalności rolniczej poprzez zastosowanie nowoczesnych rozwiązań łączących współczesne rolnictwo oraz trendy transformacji energetycznej.
Pionierskimi projektami spółki Kelfield są farmy agrofotowoltaiczne (APV) oparte na pionowych konstrukcjach wsporczych, na których zostaną zamontowane dwustronne (bifacjalne) moduły fotowoltaiczne.
Ponadto realizujemy również projekt oparty na instalacji hybrydowej, w której energia odnawialna będzie wytwarzana z farmy wiatrowej w skład której wejdzie 9 turbin o łącznej mocy ponad 59 MWp, a także z pionowej instalacji APV o mocy zainstalowanej 50 MWp. Planujemy połączyć instalacje z magazynami energii, zużywając część energii w procesie elektrolizy do produkcji zielonego wodoru.
Obecnie wspólnie z instytucją Fraunhofer IWU prowadzimy analizę techniczno-ekonomiczną wykorzystania wodoru w różnych wariantach. Kelfield w Główczycach stworzył Polskie Centrum Agrofotowoltaiki, gdzie najbardziej skupiamy się na rozwoju pionowych systemów dla APV.
Oprócz projektu opisanego powyżej realizujemy 5 projektów APV o łącznej mocy zainstalowanej 40 MWp. Nasze projekty są na różnych etapach dewelopmentu. Dwa projekty otrzymały pozwolenie na budowę, dla trzeciego projektu złożono wniosek o pozwolenie na budowę, kolejny projekt jest na etapie wydawania warunków zabudowy, a w następnym projekcie końca dobiegają procedury związane ze zmianą MPZP.
Starając się utrzymać nasze projekty na jak najwyższym poziomie, zbudujemy dodatkowo 2 stacje GPO. Każda stacja będzie wyposażona w 3 transformatory każdy o mocy 50 MVA. Obecnie przygotowujemy dokumentację niezbędną do złożenia wniosku o pozwolenie na budowę. Projekty powstają na gruntach o łącznej powierzchni 300 hektarów należących do Kelfield. Są to grunty rolne, na których uprawiamy pszenicę, pszenżyto i rzepak.
Celem Grupy Kelfield jest rozwój odnawialnych źródeł energii i w tym celu rozwijamy projekt o nazwie KelfieldGiga. Podczas tegorocznych targów Intersolar w Monachium podpisaliśmy list intencyjny z Corab S.A., na podstawie którego zamierzamy rozwijać projekty o mocy 1 GW oparte na pionowych konstrukcjach APV.
Firma Kelfield zaangażowana będzie w rozwój projektu jako deweloper i inwestor natomiast firma Corab dostarczy zoptymalizowane pionowe konstrukcje agrofotowoltaiczne. KelfieldGiga skierowany jest do rolników, właścicieli gruntów z całej Polski, którzy zainteresowani są otrzymaniem korzystnego wynagrodzenia za dzierżawę gruntów, na których nadal będą mogli prowadzić działalność rolniczą, tj. produkcję, hodowlę lub uprawę produktów rolnych.
Rozwój APV jest dla nas bardzo ważny i dlatego nie zatrzymujemy się, podjęliśmy kolejne kroki, aby jeszcze bardziej przyczynić się do rozwoju agrofotowoltaiki w Polsce i Europie. Więcej informacji przedstawię po wydarzeniu AgriVoltaics IFE23 w Strasburgu we Francji. W imieniu firmy Kelfield, jako sponsora serdecznie zapraszam do udziału w wydarzeniu.
Tematy związane z agrofotowoltaiką coraz częściej poruszane są na konferencjach, webinarach, szkoleniach PV oraz podczas wielu innych wydarzeń. Kelfield kładzie bardzo duży nacisk na edukację w zakresie APV. Podnoszenie świadomości wśród rolników, społeczeństwa, decydentów politycznych przyczyniają się do rozwoju agrofotowoltaiki w szerszej skali.
Agrowoltaika ma szanse się rozwinąć na znacznie większą skalę? Czego potrzeba, aby tak się stało?
Agrofotowoltaika potrzebuje wprowadzenia regulacji prawnych, które powinny uprościć procedury administracyjne dla rolników, programów finansowych wpierających i promujących APV. Uważam, że finansowanie, programy wsparcia dla rolników mogą być tu kluczowe. Odpowiednio przygotowane oferty kredytowe, fundusze rozwoju obszarów wiejskich przyczynią się do pokrycia kosztów inwestycji.
Innowacyjność konceptu APV wymaga dalszego rozwoju poprzez badania i rozwój. Istotne jest, by na bieżąco wyszukiwać udoskonaleń, podnosić efektywność systemów APV, co umożliwi poprawienie wydajność i opłacalność systemów APV. Dla rozwoju agrowoltaiki ważne jest tworzenie partnerstw i współpraca co przyspieszy procesy rozwoju, poprzez wymianę doświadczeń i wiedzy.
1(DIN SPEC 91434, Systemy agrowoltaicznej – Wymagania dotyczące głównego zastosowania rolniczego, Maj 2021)