Фото: із відкритих джерел
Дослідження в південному Онтаріо оцінило напівпрозорі фотоелектричні модулі (STPV) у томатних теплицях та змоделювало енергетичні сценарії з газовим опаленням і тепловими насосами. Найкращий результат за врожайністю показали кремнієві модулі з прозорістю 69% — +38% до контролю.
Про це повідомляє сайт Аграрії разом з посиланням на Hortidaily.
У контрольованому тепличному виробництві (CEA) агрівольтаїка передбачає інтеграцію напівпрозорих фотоелектричних модулів (STPV) у покрівлю теплиці, щоб частково забезпечувати господарство електроенергією. У новому дослідженні вперше експериментально оцінили роботу кількох STPV-конфігурацій у томатних теплицях південного Онтаріо (Канада) та доповнили результати моделюванням енергетичних, економічних і екологічних сценаріїв.
Що саме тестували в теплиці
У випробуваннях порівнювали кілька варіантів STPV-модулів:
- кристалічний кремній із прозорістю 44% та 69%;
- люмінесцентні сонячні концентратори (LSC) із прозорістю 53% та 69%;
- червоні та сині тонкоплівкові модулі з прозорістю 50%.
За даними дослідження, агрівольтаїчні системи забезпечували стабільний вміст хлорофілу в листі і порівнювані тренди росту відносно контролю. Водночас найкраще на врожайність вплинув варіант із 69% прозорим кремнієвим STPV: він підвищив урожайність томатів на 38%.
Енергетичні сценарії: газ, тепловий насос і агрівольтаїка
Окрім агрономічної частини, автори змоделювали три сценарії роботи теплиці:
- звичайна теплиця з газовим опаленням;
- теплиця з опаленням на базі теплового насоса;
- агрівольтаїчна теплиця з STPV у поєднанні з тепловим насосом.
За результатами моделювання EnergyPlus, навантаження на опалення були майже утричі вищими за навантаження на охолодження. Заміна газового нагрівача на тепловий насос, як зазначено в роботі, повністю усунула споживання викопного палива, а споживання електроенергії при цьому зросло приблизно лише у 1,5 раза.
Інтеграція обраної системи 69% STPV разом із тепловим насосом, за висновками авторів, дала змогу забезпечити повну електрифікацію агрівольтаїчної теплиці. При цьому STPV-система покривала близько 13% загальної річної потреби в електроенергії.
Викиди та витрати за моделлю
У сценарії «STPV + тепловий насос» вуглецеві викиди, за розрахунками, скоротилися на 71,7%. Для порівняння, варіант модернізації лише з тепловим насосом дав 67,9% скорочення. Водночас у моделюванні зазначено, що витрати зросли на 5% порівняно із субсидованим газом, але при цьому «стабілізувалися».
Що це означає для тепличного бізнесу
Результати роботи вказують, що поєднання покрівельної агрівольтаїки з електрифікацією через теплові насоси може бути технічно здійсненним шляхом до низьковуглецевої експлуатації теплиць у північних кліматах на кшталт Канади. Для виробників це насамперед про можливість частково забезпечувати власне електроспоживання та знижувати вуглецевий слід, не погіршуючи ключові показники росту рослин у порівнянні з контролем — а в окремих конфігураціях навіть підвищуючи врожайність.
Дослідження: Asgari, N., & Pearce, J. M. (2026). Integration of semi-transparent photovoltaic modules and heat pumps into agrivoltaic tomato greenhouses: Energy, economic, and environmental savings. Energy and Buildings, 362, Article 117526.