Agrivoltaics Upang Pagsamahin ang “Tunay” na mga Bukid sa mga Solar Farm

Solar na Bukirin?

Solar ay mabilis na nagiging pangunahing pinagkukunan ng enerhiya. Ang merkado para sa solar na enerhiya ay lumago nang malaki sa nakaraang ilang taon at inaasahang lalago pa ng 15.4% CAGR sa US hanggang 2030.

Pinagmulan: Grand View Research

Ang pag-aampon ng solar na enerhiya ng Kanluran ay talagang naluluma kumpara sa pandaigdigang paglago ng solar, kung saan nangunguna ang Tsina, dahil ito ang responsable sa mas maraming pipeline ng mga proyektong solar kumpara sa natitirang bahagi ng mundo.

Ang Tsina ay patuloy na nagpapalawak ng kapasidad ng renewable energy taon-taon, nag-iinstall ng mas maraming solar power sa pagitan ng 2023 at 2024 kaysa sa nakaraang tatlong taon na pinagsama, at higit pa sa kabuuang global na kapasidad na na-install noong 2023.

Ito ay naglagay sa Asian na higante sa tamang landas upang maabot ang naka-install na kapasidad ng hangin at solar na 1,200 GW sa pagtatapos ng taon, na anim na taon nang mas maaga kaysa sa layunin ng gobyerno.

Pinagmulan: Energy Wind Down Media

Ito ay nagdala sa mga mahahalagang publikasyon tulad ng The Economist na tawagin ito nang literal na isang bagong panahon. Sinuri namin kung anong bagong teknolohiya ang magpapatupad nito sa “The Solar Age – A Bright Future To Mankind”.

Pinagmulan: The Economist

Ang pag-unlad sa paggawa ng semiconductor at ang lumalaking ekonomiya ng sukat sa produksyon ng mga solar panel ay nagdulot ng patuloy na pagbaba ng gastos sa photovoltaic, na naging 30 beses mas mura mula noong 1990. Bilang resulta, ang teknolohiyang photovoltaic ay ngayon namumuno sa industriya ng solar.

Pinagmulan: EIA

Gayunpaman, nagsisimula nang harapin ng solar na enerhiya ang isang isyu. Ito ay dahil ang solar ay medyo mababa ang densidad ng enerhiya kapag tinitingnan ang paggamit ng lupa.

Sa katunayan, ito ay isa sa mga pinaka-hindi epektibong pinagkukunan ng enerhiya pagdating sa paggamit ng lupa, kung saan tanging ang carbon-neutral na hangin, hydroelectric, at biomass ang mas masama pa.

Pinagmulan: Wouter Beel Gravendeel

Ang sitwasyong ito ay nagdudulot ng mga pagkakataon kung saan ang mga bukirin o likas na tirahan ay natatakpan ng mga solar panel para sa utility-scale na mga solar farm. Kaya, habang nababawasan nito ang carbon emissions, may kasamang maraming hindi kanais-nais na epekto, mula sa pagkasira ng likas na tirahan hanggang sa panganib ng erosion, lalo na sa mga bulubundukin.

Halimbawa, sa lalawigan ng Fujian sa Tsina, makikita mo ang kabuuan ng mga burol na natakpan ng mga solar panel.

Pinagmulan: The Atlantic

Kakulangan ng Matabang Lupa

Ito ay isang lumalaking problema, dahil nawawalan na tayo ng napakaraming matabang lupa bawat taon, hanggang 100 milyong ektarya bawat taon. Ang pinakamalaking salik sa mga pagkalugi na ito ay hindi mga solar farm kundi erosion, desertipikasyon, urbanisasyon, maling praktis sa pagsasaka, atbp.

Gayunpaman, hindi ito nangangahulugang ang solusyon sa isang problema (carbon emissions) ay dapat maging problema para sa isa pang malaking isyu (pagkawala ng matabang lupa).

Ang ilang solusyon ay halata, tulad ng paggamit ng mga bubong, lalo na ng mga industriyal na gusali, pati na rin ng mga tirahan. Ang paggamit ng mga disyertong lupain ay maaaring isa pang opsyon, ngunit ang mga ito ay mga bulnerableng ekosistema, at ang pag-alis ng alikabok ay kumukonsumo ng maraming lokal na bihirang mapagkukunan ng tubig.

Maaaring maging bahagi ng solusyon ang mga ito, ngunit para ang solar ay ganap na mapalitan ang fossil fuels, kailangan nitong patuloy na lumago nang double-digit rate sa loob ng mga dekada. At ang paggamit ng lupa ay magiging isyu.

Kaya, ang pinakamainam na solusyon ay pagsamahin ang agrikultura at produksyon ng kuryente, gamit ang metodong tinatawag na agrivoltaics (agrikultura + photovoltaics).

Pinagmulan: Dezeen

Mga Gusali ng Bukid

Ang pinakamadaling paraan upang isama ang solar power sa mga bukid ay una munang gamitin ang napakalaking mga bubong ng mga gusali ng bukid. Mula sa imbakan ng dayami hanggang sa mga garahe at kamalig, maraming gusali ng bukid ang may matataas, malalaking, pantay-pantay na mga bubong na perpekto para sa pag-install ng mga solar panel.

Pinagmulan: X/Twitter

Bagaman maaaring hindi teknikal na agrivoltaics, ito ay unang hakbang na dapat nagawa kahapon.

Ito ay dapat ding maging pangunahing sangkap sa paglipat ng pagsasaka mula sa fossil fuels sa pamamagitan ng ilang magkatugmang inisyatiba na kinakailangan pa rin para sa ibang anyo ng agrivoltaics:

• Elektripikasyon ng mga traktora at makinarya sa bukid.
  • Malaki ang magiging pag-asa nito sa mas magagandang baterya, dahil ang sobrang bigat o hindi sapat na autonomous na mga traktora ay magpapawalang-bisa sa opsyon mula sa pananaw ng ekonomiya.
  • Maari rin itong gawin sa pamamagitan ng mas malawak na pag-aampon ng mga robot sa pagsasaka, isang paksa na aming sinuri sa “Investors Should Take Note: Robotics Is Taking Over Farming”.
• Murang imbakan ng enerhiya upang itago ang kinakailangang kapangyarihan para sa mga araw na walang araw o taglamig.
  • Maari itong makamit lalo na sa pamamagitan ng thermal na mga baterya, na maaaring gamitin upang itago ang solar power at panatilihing mainit ang mga pasilidad ng bukid tulad ng indoor animal shelters tuwing taglamig.
• Mas desentralisado at matibay na mga electric grid, upang maipadala sa network ang produksyon na ginagawa sa mga malalayong bukid.
• Angkop na pagpopondo, dahil ang mga bukid ay mayroon nang mababang margin at mataas na kapital na gastusin, karamihan sa mga magsasaka ay mag-aatubiling mamuhunan kung masyadong mataas ang interest rates.
  • Maaaring gumanap din ng papel ang carbon pricing, sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa mga magsasaka na bawasan ang kanilang emissions gamit ang mga solar panel.

Enerhiya sa Pagsasaka

Ang pangunahing isyu sa pagsasama ng pagsasaka at pagbuo ng solar power ay sa teorya, parehong naglalaban para sa iisang mapagkukunan: sikat ng araw.

Ang sikat ng araw ay sa huli ang pinagmumulan ng enerhiya ng mga halaman na sinasaka, maging ito man ay pananim o damo sa pastulan. Sa isang paraan, ang pagsasaka ay kumukuha na ng enerhiya mula sa araw, bagaman sa anyo ng nakakain na biomass imbes na kuryente.

Sa unang tingin, maaaring mukhang pangarap lamang ito. Ngunit kapag masusing sinuri, mas kumplikado ito kaysa sa simpleng pag-aalis ng araw sa mga halaman.

Photoinhibition

Bagaman ito ay isang maginhawang pagsasimplify, ang photosynthesis ng halaman ay maaaring ipaliwanag bilang isang simpleng balangkas tulad ng

“Input na liwanag, tubig, & CO2 -> output na asukal”, ang proseso ay talagang napaka-komplikado.

Isang pangyayaring madalas mangyari sa tunay na bukas na bukirin ay tinatawag na photoinhibition.

Ito ay kapag ang sikat ng araw ay sobrang matindi para sa halaman na masipsip, na nagdudulot ng paglikha ng mapaminsalang radical oxidant molecules. Nasisira nito ang kakayahan ng halaman sa photosynthesis at nagpapababa ng ani.

Pinagmulan: Frontiers In Plant Science

Ibig sabihin nito ay sa karamihan ng mga araw ng tag-init, lalo na sa mga timog na latitud, ang sikat ng araw ay masyadong malakas at nakakasira sa mga pananim. Ibig din sabihin nito na karamihan ng enerhiya ng sikat ng araw ay “nasasayang” at hindi nasasalo ng pananim.

Sa kontekstong ito, ang maayos na distansya ng mga solar panel ay magbibigay ng kapaki-pakinabang na anino, lalo na sa mga oras ng pinakamataas na sikat ng araw.

Bawasan ang Paggamit ng Tubig

Ang karagdagang anino ay dapat ding limitahan ang init sa antas ng lupa, kung saan ang matinding init ay nakakasira sa ani. At maaari nitong bawasan ang pangangailangan sa irigasyon.

Sa ilang mga kaso, ang solar panel ay maaaring maging isang pinagmulan ng irigasyon. Ito ay dahil sa tendensiya ng mga panel na mag-condense ng tubig mula sa umaga na hamog at “umulan” pababa sa ibaba nila.

Ang epekto na ito ay maaaring maging mas malakas kung gagamit tayo ng water-absorbing hydro-gel sa ilalim ng mga photovoltaic solar panel. Ginagamit lamang nito ang waste heat mula sa solar panel, hindi ang liwanag na ginagamit para gumawa ng kuryente.

Sa gabi, kinokolekta ng materyal ang mga molekula ng tubig. Ngunit sa araw, kapag pinainit ng araw ang solar panel, ang mga molekula ng tubig ay nag-evaporate at dinadala rin ang sobrang init palabas.

Industry Tap

Paglamig ng mga Solar Panel

Ang mga solar panel ay makakatulong na protektahan ang mga halaman mula sa sobrang liwanag at tulungan silang lumamig at mangailangan ng mas kaunting tubig.

Gayunpaman, ang mga halaman sa bukid ay maaari ring mapabuti ang kahusayan ng mga solar panel. Ito ay dahil ang mga solar panel ay maaari ring magdusa mula sa sobrang sikat ng araw. Ang nangyayari ay ang optimal na temperatura para sa isang solar panel ay nasa paligid ng 25°C (77°F). Sa bawat degree Celsius na mas mataas, ang kahusayan ng solar panel ay karaniwang bumababa ng 0.3% hanggang 0.5%.

Kadalasang problema ito para sa mga solar farm sa mainit na disyerto, kung saan ang temperatura na >40-45°C ay maaaring seryosong makasira sa ekonomiks ng proyekto.

Sa patuloy na pag-evaporate ng tubig at paglikha ng moist ground cover, ang mga pananim ay lumalamig sa unang metro ng hangin sa ibabaw ng lupa. Maaari nitong palamigin ang solar panel at dagdagan ang ani ng ilang porsyento, lalo na sa pinakamainit na araw ng tag-init.

Pagsasama ng Pagsasaka ng Hayop at Solar Power

Sa mga hindi disyertong lugar, isang regular na isyu na kinahaharap ng mga operator ng solar farm ay ang pangangailangan na kontrolin ang paglago ng damo, kung hindi ay makikita ang damo na nagtatakip sa mga solar panel.

Karaniwan itong pinamamahalaan sa pamamagitan ng pagkuha ng mga tao upang magmaneho ng mga mower para putulin ang damo. At nakakatawa, mas madalas kaysa hindi, ang mga ito ay mga fuel-powered na mower.

Isang alternatibo ay ang pagsasama ng solar farm sa mga hayop na naggrazing tulad ng tupa, gansa, o baka. Sa halip na mag-mow ng damo gamit ang gasolina, ito ay kinakain at nagiging organikong gatas, lana, karne, at balat.

Kailangan nito ng kaunting dedikadong disenyo, dahil kailangang tiyakin ng operator na ang mga hayop ay hindi nginunguya ang mga kable o nasisira ang mga panel. Ngunit sa pangkalahatan, ang mga hayop ay makakakilos nang perpekto sa damo sa bawat sulok habang kumikita mula sa lupa, sa halip na humingi ng sahod ng maintenance technician.

Bilang karagdagang bonus, ang mga panel ay magbibigay din ng silungan sa mga hayop mula sa araw at ulan.

Pinagmulan: Rated Power

Suporta para sa mga Ubas

Isang posibleng disenyo, na ngayon lamang sinisimulang tuklasin, ay ang paggamit ng framing ng mga solar panel bilang suporta para sa mga halaman tulad ng ubas at grapes.

Maaaring mabawasan nito ang paggawa ng trabaho na kinakailangan para i-install ang ubasan, dahil ang armature ng mga solar panel ay may dobleng tungkulin at napakatibay. Magbibigay din ito ng parehong benepisyo sa anino, pagbawas ng pangangailangan sa irigasyon, atbp.

Pinagmulan: Vinetur

Sa ngayon, ang ganitong “vitivoltaics” (viticulture + photovoltaics) ay isang medyo eksperimental na ideya, lalo na dahil maaaring makaapekto ito sa lasa ng nalikhang alak. At sa paggawa ng alak, tumatagal ng maraming taon upang ganap na masuri ang mga benepisyo at limitasyon.

Gayunpaman, maraming nagpapatuloy na pagsubok na may magagandang unang resulta, tulad ng halimbawa sa Alemania, Pransya, Italya, at Espanya.

Patayong Bifacial na mga Panel

Maaaring makinabang ang agrivoltaics mula sa mga inobasyon sa teknolohiyang solar. Isa sa mga ito ay ang bifacial na mga panel.

Dinisenyo ang mga ito upang makalikha ng liwanag mula sa harap at likod ng panel. Maaari nitong pataasin ang kabuuang enerhiya na kanilang nalilikha.

Maari rin nitong paganahin ang mga bagong uri ng pag-install, tulad ng paglalagay ng mga panel nang patayo, sa East-West axis.

Ang ganitong pag-install ay maaaring magdala ng maraming benepisyo:

• Sa maraming klima, ang sikat ng araw sa tanghali ay “nasasaturate” ang kakayahan ng panel na sumipsip ng liwanag, kaya nababawasan ang interes na nakaharap sa ganap na timog.
• Mas mahusay na sirkulasyon ng hangin ay nagbabawas ng temperatura ng panel, na nagbabawas ng pagkawala ng ani dahil sa sobrang init.
• Ang mga panel ay maaaring sumipsip ng reflected na liwanag, tulad ng mula sa mga niyebe.
• Mas maliit ang posibilidad na matakpan ng niyebe ang panel.
• Ang East-West axis ay nagmamaksimisa ng produksyon sa umaga at gabi kung kailan pinakamataas ang pangangailangan sa enerhiya at “kulang” ang produksyon ng solar.

Pinagmulan: Wikipedia

Kapag isinama sa agrivoltaics, ang mga bifacial na panel na naka-install nang patayo ay maaaring mas madaling isama sa tradisyonal na hanay ng mga pananim, nang hindi nakakaapekto sa pag-aararo, pag-aalis ng damo, at pag-aalaga na ginagawa ng malalaking traktora.

Lumulutang na Solar

Lumulutang na mga solar farm ay tinalakay bilang isang alternatibo sa mga solar farm sa lupa dahil ang malalaking anyong tubig tulad ng mga pond at lawa ay karaniwang mas mababa ang halaga at produktibo kaysa sa mga bukirin.

Dito rin, maaaring ihalo ang mga solar panel sa produksyon ng pagkain o, mas partikular, sa aquaculture.

Pinagmulan: Global Sea Food Alliance

Sa karamihan ng mga sistema ng aquaculture, pinapakain ang isda ng pagkain na ginawa sa ibang lugar, kaya ang produksyon ng algae sa tubig (mula sa sikat ng araw) ay hindi gaanong mahalaga o kahit negatibo.

Maari rin nitong magbigay sa fish farm ng pangalawang pinagkakakitaan.

Walang Perpekto

Sa kabila ng maraming benepisyo, ang mga instalasyon ng agrivoltaic ay kailangang harapin ang ilang isyu na malamang ay hindi madaling maresolba.

Kumplikado

Dahil pinagsasama nila ang 2 medyo kumplikadong sistema, mas mahirap lumikha at ipatupad ang mga disenyo ng agrivoltaic:

• Kailangan nitong hanapin ang tamang kompromiso sa pagitan ng sikat ng araw na kailangan ng mga pananim at ng pinakamakakapal na posibleng ayos ng mga solar panel.
• Kailangan nitong mag-iwan ng espasyo para sa sirkulasyon ng makinarya ng bukid na madalas malaki at mabigat.
• Kailangang turuan ang mga magsasaka tungkol sa potensyal ng teknolohiya, at samahan sila sa proseso ng pag-convert ng mga bukirin sa mga teknik ng agrivoltaics.

Pagbaba ng Produksyon

Sa kabila ng maraming potensyal na sinerhiya, malamang na magdudulot ang agrivoltaic ng mas mababang ani ng bukid at mas mababang photovoltaic yield kada metro kuwadrado.

Ang kabuuang ani ay maaaring mas malaki kaysa sa parehong lupain na hinati lamang sa isang gamit.

Ngunit gayunpaman, maaaring magdulot ito ng mga isyu tulad ng pagtaas ng gastos sa pagkonekta ng panel sa mas malaking lupain o paglimita sa kahusayan ng pag-spray ng pestisidyo at pataba.

Ang karagdagang kumplikasyon ay maaari ring magdulot ng mas kumplikadong mga gawain, na maaaring magastos ng karagdagang oras ng trabaho at magpababa ng pangkalahatang kahusayan ng ekonomiya ng programa.

Konklusyon

Ang agrivoltaics ay isang posibleng direksyon na tatahakin ng malalaking solar farm, lalo na sa mga rehiyon na may matabang lupa na kailangang pangalagaan para sa produksyon ng pagkain.

Gayunpaman, ito ay mangangailangan ng panahon, dahil kailangang i-optimize ng mga eksperto ang disenyo, sanayin ang mga installer ng solar, kumbinsihin ang mga magsasaka, at maglaan ng pagpopondo, atbp.

Ang pinaka-malamang na senaryo ay ang pag-aampon ng mga maagang innovator habang ang mahabang hanay ng nakataas na patayong bifacial na mga panel ay isinasama nang kaunti ang pagsisikap sa tradisyonal na mga bukid.

Sa pangmatagalan, maaaring maging mas karaniwan itong tanawin, lalo na kapag pinagsama sa isang fleet ng maliliit na robot.

Gagamitin nila ang kuryente mula sa mga panel na ito upang magtanim at subaybayan ang mga pananim, kontrolin ang damo gamit ang laser, mag-ani ng prutas, atbp.

Pinagmulan: Advanced.farm

Pamumuhunan sa Agrivoltaics

Ang agrivoltaics ay hanggang ngayon, isang medyo umuusbong na larangan, kung saan karamihan sa mga propesyonal sa solar ay nagsisimula pa lamang umangkop sa potensyal nito.

Kaya sa ngayon, ang mga solar farm ay karamihan ay nakikipagkumpetensya sa agrikultura para sa lupa. Ngunit sa hinaharap, ang higit sa 500 milyong magsasaka sa mundo ay maaaring magbigay sa natitirang populasyon hindi lamang ng kanilang pagkain kundi pati na rin ng kanilang enerhiya.

Maaari kang mamuhunan sa mga kumpanyang solar sa pamamagitan ng maraming broker, at maaari mong makita dito, sa securities.io, ang aming mga rekomendasyon para sa pinakamahusay na mga broker sa USA, Canada, Australia, UK, at marami pang ibang bansa.

Kung hindi ka interesado sa pagpili ng partikular na mga kumpanyang solar, maaari ka ring tumingin sa mga ETF tulad ng Global X Solar ETF (RAYS), Invesco Solar ETF (TAN), o Global X China Clean Energy ETF (2809.HK), na magbibigay ng mas diversified na exposure upang makinabang sa industriya ng solar at malinis na enerhiya.

Maaari mo ring basahin ang aming artikulo tungkol sa “Top 10 Solar Power Stocks to Invest In”.

Mga Kumpanya ng Solar

1. Daqo New Energy Corp.

Ang kumpanyang Tsino na ito ay isa sa mga nangunguna sa mundo sa produksyon ng polysilicon, ang sentral na sangkap para sa paggawa ng solar panel. Ginagawa rin nitong isa ang Daqo sa mga pundasyon ng dominasyon ng Tsina sa sektor ng paggawa ng solar.

Ang kumpanya ay mabilis na pinalaki ang kapasidad ng produksyon, higit sa 8 beses mula noong 2019.

Pinagmulan: Daqo

Ang posisyon ng Daqo sa gitna ng supply chain ng solar panel ay nagbigay dito ng malaking benepisyo mula sa paglago ng sektor, kung saan ang kita ay tumaas mula $0.68B noong 2020 hanggang $4.6B noong 2022. Pagkatapos ng pagtaas noong 2022, ang presyo ng polysilicon ay humina, na nagdulot ng pagbagsak ng presyo ng stock mula sa tugatog nito noong 2021.

Ang komunikasyon at website ng kumpanya ay medyo kulang, ngunit hindi ito kakaiba para sa isang industrial B2B na kumpanya, na mas nakatuon sa imahe nito sa loob ng industriya kaysa sa mas malawak na publiko o dayuhang mamumuhunan.

Ang stock ay nakikipagkalakalan nang napakababang valuation kumpara sa P/E o cash flow. Bahagi ito ng mga kontrobersiya, kung saan ang kumpanya ay konektado sa paggamit ng forced labor sa Xinjiang at mga usapan sa Washington DC tungkol sa karagdagang sanctions laban sa mga kumpanyang nagpapatakbo sa rehiyon.

Dapat malaman ng mga mamumuhunan na ang stock ng Daqo ay may napakalaking geopolitical risk at malaking financial upside dahil sa mababang valuation multiples nito.

2. JinkoSolar Holding Co., Ltd.

Ang Jinko ay isa sa pinakamalaking tagagawa ng solar panel sa mundo, at karamihan ay nakabase sa Tsina. Upang iwasan ang taripa, nagdidiversify ang kumpanya ng base ng pagmamanupaktura, na may paggawa ng silicon wafer sa Vietnam at paggawa ng solar cell sa Malaysia at US.

Pinagmulan: Jinko Solar

Sa anumang kaso, ang kumpanya ay hindi labis na exposed sa mga pamilihang Kanluran, kung saan ang Tsina, Asia Pacific (APAC), at mga umuusbong na pamilihan ang bumubuo ng karamihan ng negosyo ng kumpanya.

Pinagmulan: Jinko Solar

Naideliver ng Jinko ang 230 GW ng solar cell sa kasaysayan ng kumpanya at 20 GW sa Q1 2024, tumaas mula 14.5 GW isang taon lamang ang nakalipas.

Ginagawa nitong #1 ang Jinko sa industriya ng photovoltaic.

Ang pinaka-advanced na solar cell ng Jinko, ang N-type, ay nakakamit ng kamangha-manghang 25.8% na energy efficiency. Nag-aalok din ito ng bifacial na mga panel.

Noong 2023, ang N-type ay sumakop sa karamihan ng benta ng Jinko, kumakatawan sa 80% ng kabuuang shipments, na may karagdagang kapasidad mula sa 56 GW na pasilidad ng produksyon na inaasahang maabot ang full speed sa katapusan ng 2024 upang makabuo ng 90% ng delivery sa katapusan ng taon.

Inaasahang aabot ang kabuuang kapasidad ng produksyon sa 120-130 GW, o halos kalahati ng pinagsamang produksyon ng kumpanya sa buong kasaysayan nito.

Upang gawing mas berde ang profile ng produkto nito, inilunsad din ng Jinko Solar ang NeoGreen, ang unang N-type solar panel na ginawa nang ganap gamit ang renewable energy (sa halip na ang karaniwang ginagamit sa Tsina na coal).

Ang ultra-aggressive na paglago ng Jinko sa kapasidad ng produksyon ay sumasalamin sa kumpiyansa ng kumpanya sa teknolohiyang N-type at ambisyon na sakupin ang mga export market ng Asia, Africa, at South America. At ang pangkalahatang prospect ng solar power na mangibabaw sa mga sistemang enerhiya ng mundo.