Agrivoltaikk for å slå sammen «virkelige» gårder med solfarmer

Solenergi og jordbruk på samme areal

Solenergi har vokst raskt. Anslaget om 15,4% årlig vekst i det amerikanske markedet fram til 2030 var en kommersiell prognose fra artikkelens 2024-kontekst, ikke et sikkert resultat.

Kina var i 2024 en ledende aktør i utbyggingen av solkraft. Prosjekter under bygging og installert kapasitet må skilles fra hverandre.

Kinas offisielle tall viste rundt 102 GW ny solkraftkapasitet i første halvår 2024. Påstanden om at dette oversteg all global kapasitet installert i 2023 sammenblander tidsperioder og er ikke riktig.

Landets mål var 1 200 GW samlet vind- og solkraftkapasitet innen 2030. I 2024 lå det an til å nå målet seks år tidligere. Kapasitet måles i GW og er ikke det samme som produsert energi.

Kilde: Energy Wind Down Media

Dette har fått viktige publikasjoner som The Economist til bokstavelig talt å kalle det en ny æra. Vi utforsket hvilken ny teknologi som vil gjøre det til virkelighet i Solalderen – En lys fremtid for menneskeheten.

Fremskritt innen halvlederproduksjon og en voksende stordriftsfordel i produksjonen av solcellepaneler har ført til en jevn nedgang i kostnadene for fotovoltaikk, som har blitt 30 ganger billigere siden 1990. Som et resultat dominerer fotovoltaikkteknologien nå solindustrien.

Solkraft på bakken krever areal, men arealbehovet avhenger av plassering, paneltetthet og om arealet samtidig brukes til andre formål.

Sammenligninger mellom energikilder må skille mellom direkte fotavtrykk og hele anleggsområdet. Vind, vannkraft, biomasse og solkraft er heller ikke helt utslippsfrie gjennom livsløpet.

Store bakkeanlegg kan komme i konflikt med jordbruk eller natur. Virkningene varierer med plassering og utforming; erosjon og naturinngrep må vurderes konkret.

For eksempel, i Fujian-provinsen i Kina kan du se hele disse åsene dekket av solcellepaneler.

Mangel på dyrkbart land

Globalt har landforringelse berørt opptil rundt 100 millioner hektar årlig i den siterte perioden. Dette gjelder ulike typer landareal, ikke at like mye dyrkbar jord permanent forsvinner hvert år. Erosjon, tørke, endret arealbruk og jordbrukspraksis er blant faktorene.

Dette betyr imidlertid ikke at løsningen på ett problem (karbonutslipp) skal bli et problem for et annet stort problem (tap av dyrkbart land).

Takflater kan redusere behovet for nytt areal. Anlegg i tørre områder krever også vurdering av naturverdier, støv, vannbruk og alternative rengjøringsmetoder.

En større andel solkraft krever god planlegging av areal, nett og lagring. Ingen bestemt vekstrate eller arealbruk følger automatisk av målet om lavere fossil energibruk.

En mulig løsning er agrivoltaikk: å kombinere jordbruksaktivitet og solkraft på samme areal.

Gårdsbygninger

Gårdsbygninger kan ha store takflater som egner seg for solceller. Bæreevne, taktilstand, brannsikkerhet og nettilknytning må likevel undersøkes før montering.

Takmontering er vanligvis ikke agrivoltaikk i snever forstand, men kan være et nyttig første tiltak.

Dette bør også være en nøkkelkomponent i å flytte jordbruket bort fra fossilt brensel gjennom noen komplementære initiativer som uansett vil være nødvendige for andre former for agrivoltaikk:

• Elektrifisering av traktorer og landbruksmaskiner.
  • Dette avhenger blant annet av rekkevidde, batterimasse, effektbehov og lademuligheter. Selvkjøring og tilstrekkelig driftstid er ulike egenskaper.
  • Dette kan også gjøres gjennom økt bruk av gårdsroboter, et tema vi utforsket i Investorer bør merke seg: Robotikk tar over jordbruket.
• Energilagring som passer til de aktuelle driftsbehovene.
  • Varmelagring kan dekke oppvarmingsbehov, men erstatter ikke automatisk elektriske batterier. Lagring gjennom en hel vinter krever andre dimensjoner enn lagring fra dag til natt.
• Mer desentraliserte og robuste elektriske nett, for å kunne koble produksjonen fra fjerntliggende gårder til nettet.
• Tilstrekkelig finansiering, da gårder allerede er lavmargin- og kapitalkrevende virksomheter, vil de fleste bønder være motvillige til å investere hvis renten er for høy.
  • Karbonpriser kan påvirke økonomien, men retten til kreditter og utslippsberegningen avhenger av det konkrete regelverket.

Kraft i jordbruket

Hovedproblemet med å blande jordbruk og solkraftproduksjon er at de i teorien konkurrerer om den samme ressursen: sollys.

Sollys er tross alt energikilden for plantene som dyrkes, enten det er avlinger eller gress på beite. På en måte høster jordbruket allerede solenergi, men i form av spiselig biomasse i stedet for elektrisitet.

Ved første øyekast kan dette virke vanskelig, fordi både avlinger og paneler trenger sollys. Samspillet avhenger av art, klima og anleggsdesign.

Fotoinhibering

En forenklet beskrivelse av fotosyntese er

«lys, vann og CO2 blir til sukker og oksygen». De biologiske prosessene er langt mer sammensatte.

Noe som skjer svært ofte under reelle åpenmarkforhold er et fenomen kalt fotoinhibering.

Dette er når sollyset er for intenst i forhold til plantens kapasitet og øvrige forhold, slik at fotosyntesen kan hemmes og reaktive oksygenforbindelser kan skade cellene.

Dette skjer under visse lys-, temperatur- og vannforhold, ikke på de fleste sommerdager for alle avlinger. Hvor mye skygge som er gunstig, varierer betydelig.

Riktig plasserte paneler kan gi nyttig skygge for enkelte avlinger i varme eller tørre forhold. Andre vekster og klima kan få lavere avling.

Redusere vannforbruket

Skygge kan redusere varme og fordamping og dermed vannbehovet i noen systemer. Effekten må måles lokalt.

I noen forsøksoppsett kan paneler også inngå i en løsning for vanninnsamling. Vanlig dugg på paneler er ikke en garantert eller tilstrekkelig vanningskilde.

Forskere har undersøkt hygroskopiske hydrogeler som absorberer vanndamp og bruker varme fra solpaneler til å frigjøre vannet. Systemet trenger en innsamlings- og kondenseringsløsning; det er ikke bare vann som automatisk regner ned på avlingen.

Om natten kan materialet ta opp fuktighet. Dagsvarme kan frigjøre vannet igjen. Mengden avhenger av luftfuktighet, temperatur, materialmengde og systemdesign.

Industry Tap

Kjøling av solpaneler

Solpaneler kan bidra til å beskytte plantene mot overskytende lys, hjelpe dem med å kjøle seg ned og kreve mindre vann.

Planter kan i noen oppsett kjøle omgivelsene gjennom fordamping. For solceller er 25 °C en standardisert referansetemperatur for selve cellen, ikke en universell optimal lufttemperatur. Ytelsen faller ofte relativt med omtrent 0,3–0,5% per grad høyere celletemperatur, avhengig av modulens temperaturkoeffisient.

Høye celletemperaturer kan redusere effekten, men lønnsomheten avhenger også av solinnstråling, pris, kjøling og øvrige forhold.

Fordamping fra planter kan gi lokal kjøling og i noen tilfeller øke panelenes energiproduksjon. Gevinsten er ikke lik for alle klima og installasjoner.

Integrering av husdyrhold og solenergi

I ikke‑ørkenområder er et vanlig problem solfarmoperatører møter behovet for å holde gressveksten under kontroll, ellers vil gresset skygge solpanelene.

Dette håndteres vanligvis ved å ansette folk til å kjøre gressklippere for å kutte gresset. Og ironisk nok er disse ofte drivstoffdrevne gressklippere.

Beiting, særlig med sau, kan erstatte deler av vegetasjonsklippingen. Andre dyr krever tilpasset høyde, avstand og sikkerhet.

Kabler, paneler og dyr må beskyttes. Beiting krever også arbeid, tilsyn, gjerder og dyrevelferdstiltak; den fjerner ikke alle vedlikeholdskostnader.

Som en ekstra bonus vil panelene også gi dyrene ly fra sol og regn.

Støtte for vinranker

Et mulig design, som nå begynner å bli utforsket, er å bruke rammen på solpanelene som en støtte for planter som vinranker og druer.

En felles støttestruktur kan i noen design redusere materialbehov. Avling, kvalitet, skygge og vannforbruk må vurderes over tid.

Foreløpig er slik “vitivoltaikk” (vinbruk + fotovoltaikk) fortsatt en relativt eksperimentell idé, spesielt siden den kan påvirke smaken på den resulterende vinen. Og med vinproduksjon tar det mange år å fullt ut vurdere fordelene og begrensningene.

Likevel er det mange pågående tester med lovende første resultater, for eksempel i Tyskland, Frankrike, Italia og Spania.

Vertikale bifasiale paneler

Agrivoltaikk kan dra nytte av innovasjoner innen solteknologi. En av dem er bifasiale paneler.

De er designet for å utnytte lys som kommer både fra fronten og baksiden av panelet. Dette kan generelt øke deres energiytelse.

Et alternativ er vertikale panelrader som går nord–sør, med de aktive flatene vendt mot øst og vest.

• Maksimal produksjon midt på dagen kan gi nettkapasitets- eller inverterbegrensninger. Det er ikke generelt slik at middagssol metter cellene og gjør sørvendte paneler unyttige.
• God luftsirkulasjon kan redusere celletemperaturen og dermed noen temperaturrelaterte tap.
• Panelene kan absorbere reflektert lys, for eksempel fra snødekte områder.
• Snø er mindre sannsynlig å dekke panelet.
• Øst- og vestvendte flater gir ofte mer produksjon om morgenen og ettermiddagen enn vertikale sørvendte flater. Verdien av dette avhenger av lokale priser, forbruk og årstid.

Vertikale rader kan gi plass til maskiner mellom panelene. Avstander, svingradius, skygge og drift må likevel planlegges; integrasjonen er ikke automatisk enkel.

Flytende solenergi

Flytende solfarmer har blitt diskutert som et alternativ til landbaserte solfarmer. Innsjøer og dammer har egne natur-, drikkevanns- og samfunnsverdier og kan ikke generelt regnes som mindre verdifulle enn jordbruksland.

Her kan solpaneler også blandes med matproduksjon eller, mer spesifikt, akvakultur.

Sambruk med akvakultur kan undersøkes i enkelte anlegg. Skygge kan påvirke alger, oksygen, vanntemperatur og økosystemet; algeproduksjon er ikke generelt uviktig eller negativ.

Ekstra kraftinntekter er en mulighet, men avhenger av tillatelser, investeringer, drift og hvordan akvakulturen påvirkes.

Ingenting er perfekt

Til tross for sine mange fordeler, vil agrivoltaiske installasjoner måtte håndtere noen problemer som sannsynligvis er vanskelige å løse.

Kompleksitet

Fordi de kombinerer to relativt komplekse systemer, er agrivoltaiske design vanskeligere å lage og implementere:

• Designet må balansere plantenes lysbehov mot panelenes tetthet.
• Det må holde plass for sirkulasjon av landbruksmaskiner som ofte er store og tunge.
• Bøndene må utdannes om teknologiens potensial, og få veiledning i prosessen med å konvertere felt til agrivoltaikkteknikker.

Produktivitetstap

Avlingsutbytte og strøm per arealenhet kan falle eller øke avhengig av sammenligningsgrunnlaget. Enkelte vekster kan få bedre forhold, mens andre skades av skyggen.

Samlet arealutnyttelse kan bli bedre når mat og strøm vurderes sammen. Det krever sammenligning med tilsvarende separate anlegg og avlinger.

Men likevel kan dette forårsake problemer som økte kostnader for tilkobling av panelet til en større overflate eller begrense effektiviteten av sprøyting av pesticider og gjødsel.

Den ekstra kompleksiteten kan også føre til mer komplekse oppgaver, som kan koste ekstra arbeidstimer og redusere den samlede økonomiske effektiviteten i programmet.

Konklusjon

Agrivoltaikk er en mulig utviklingsretning for noen solkraftprosjekter, særlig der jordbruksaktiviteten skal bevares.

Det vil imidlertid ta tid, da eksperter må optimalisere design, solinstallatører må trenes, bønder må overbevises, finansiering må gjøres tilgjengelig osv.

Hvilke design som lykkes, vil variere. Hevede eller vertikale paneler kan være aktuelle, men de krever planlegging og investeringer.

På lang sikt kan det bli et mye mer vanlig syn, spesielt når det kombineres med en flåte av små roboter.

Små elektriske jordbruksroboter kan i framtiden bruke strøm fra anlegget. De enkelte funksjonene og lønnsomheten må dokumenteres.

Investere i agrivoltaikk

Agrivoltaikk er fortsatt, for nå, et relativt fremvoksende felt, med de fleste solprofesjonelle som bare begynner å tilpasse seg potensialet.

Sambruk kan gi noen gårder ekstra inntekter og bidra til energiforsyningen. Verdens bønder vil likevel ikke automatisk bli kraftleverandører, og jordbrukshensynet må ivaretas.

Du kan investere i solenergiselskaper gjennom mange meglere, og du kan finne her, på securities.io, våre anbefalinger for de beste meglerne i USA, Canada, Australia, Storbritannia, så vel som mange andre land.

Artikkelen nevnte også tematiske fond som Global X Solar ETF (RAYS), Invesco Solar ETF (TAN), eller Global X China Clean Energy ETF (2809.HK). Fondene dekker ulike sol- og fornybarsektorer, ikke nødvendigvis agrivoltaikk direkte. RAYS ble besluttet avviklet i 2025; det må ikke presenteres som en garantert tilgjengelig investering nå. Kontroller gjeldende fondsdokumenter og beholdninger.

Du kan også lese vår artikkel om «Topp 10 solenergiaksjer å investere i».

Solenergiselskaper

1. Daqo New Energy Corp.

Dette kinesiske selskapet er en av verdens ledende innen polysilikonproduksjon, den sentrale komponenten for produksjon av solcellepaneler. Dette gjør også Daqo til en av de grunnleggende pilarene i Kinas dominans over solcelleproduksjonssektoren.

Daqo bygget raskt ut kapasiteten gjennom første del av 2020-årene. Opplysninger om mangeganger vekst må knyttes til bestemt startår og produksjonsenhet.

Daqos inntekter steg fra rundt 0,68 milliarder dollar i 2020 til 4,6 milliarder i 2022, før de falt til rundt 2,31 milliarder i 2023. Dette viser betydelig pris- og syklisk risiko i polysilikonmarkedet.

Selskapets kommunikasjon og nettside bør vurderes sammen med regulatoriske innleveringer og finansielle rapporter. Nettsidens utforming sier lite om kvaliteten på investeringen.

Lav historisk verdsettelse må ses i sammenheng med konjunkturer, prisfall og risiko. Selskapet har også vært berørt av påstander og handelsrestriksjoner knyttet til tvangsarbeid i Xinjiang. Slike påstander og restriksjoner må skilles fra en rettskraftig konklusjon om selskapets praksis.

Investorer må vurdere geopolitisk risiko, prisutvikling, lønnsomhet og kapitalbehov. En lav multippel garanterer ikke et stort økonomisk oppsving.

2. JinkoSolar Holding Co., Ltd.

JinkoSolar er en stor kinesisk modulprodusent med produksjon i flere land. Historiske anlegg i Vietnam og Malaysia omfattet ulike deler av verdikjeden, mens den amerikanske produksjonen omfattet modulmontering. Produksjon i et annet land fjerner ikke automatisk toll- og handelsrisiko.

Geografisk salg varierer over tid. Selskapet er eksponert for både kinesiske og internasjonale markeder, med tilhørende pris-, valuta- og handelsrisiko.

I første kvartal 2024 leverte JinkoSolar rundt 19,99 GW moduler, omtrent 53,3% mer enn året før. Moduler er ikke det samme som enkeltceller. Opplysningen om 230 GW samlet var en historisk kumulativ størrelse.

Selskapet beskrev seg som ledende målt på modulleveranser i den perioden. En slik rangering gjelder et bestemt mål og tidspunkt.

Jinkos mest avanserte solcelle, N‑type, hadde en oppgitt cellevirkningsgrad på 25,8% i den aktuelle utviklingsfasen. Cellevirkningsgrad må ikke forveksles med hele modulens energiytelse. Selskapet tilbyr bifasiale paneler med lysinnsamling på begge sider.

N-type-moduler utgjorde nær 80% av modulleveransene i første kvartal 2024, ikke hele 2023. Selskapets daværende mål var nær 90% for 2024. Et prosjekt på 56 GW ble planlagt i faser, ikke som fullt ferdig kapasitet ved utgangen av 2024.

Daværende kapasitetsplaner skilte mellom silisiumskiver, celler og moduler. Tallene 120, 110 og 130 GW beskrev ulike årlige produksjonsledd og kan ikke sammenlignes direkte med kumulative leveranser gjennom selskapets historie.

Jinko lanserte NeoGreen med produksjon basert på fornybar elektrisitet i de angitte fabrikkene. Det er ikke det samme som at alle råvarer, transport og hele produktets livsløp er uten utslipp.

Utbyggingsplanene viste selskapets satsing på N-type-teknologi. Markedsvekst alene garanterer ikke at kapasiteten blir lønnsom eller at én produsent vinner eksportmarkedene.