Dobbelt høst: Solpaneler og afgrøder kan dele mark – uden tab

Forestil dig en mark, hvor både solenergi og fødevarer produceres side om side – uden at det ene går ud over det andet. Det lyder næsten for godt til at være sandt, men netop det har forskere fra Aarhus Universitet nu dokumenteret i et opsigtsvækkende feltforsøg med vertikale solceller i tempereret, dansk landbrugsjord.

”Vores målinger viser, at hvede og kløvergræs vokser lige så godt mellem de lodrette solpaneler som på åbne marker. Samtidig producerer panelerne strøm på en måde, der matcher elforbruget i Danmark bedre. Det er et dobbelt udbytte,” forklarer Marta Victoria, hovedforfatter på studiet og lektor ved Institut for Mekanik og Produktion, Aarhus Universitet.

Når lyset falder rigtigt

I forsøgsanlægget i Foulum har forskerne opstillet to typer bifaciale solceller: én konventionel, sydvendt og skråtstillet, og én ny, lodret konfiguration med øst-vest orientering. Resultatet: De vertikale solceller producerer næsten lige så meget elektricitet som de skrå – men fordelt på tidspunkter, hvor strømforbruget faktisk topper, nemlig morgen og sen eftermiddag.

Det gør energien mere værdifuld. Samtidig har panelernes placering overraskende få konsekvenser for planterne.

”Vi har sammenlignet afgrøderne i alle systemerne. Selv med mindre sollys i visse perioder er udbyttet per kvadratmeter næsten det samme. Afgrøderne tilpasser sig. De mærker ikke, at der står solpaneler i marken, og de kan godt lide beskyttelsen mod vinden,” siger professor Uffe Jørgensen fra Aarhus Universitets Institut for Agroøkologi.

Solcellerne fylder i øvrigt kun omkring 10% af arealet. Hvis man skulle producere den samme mængde el og mad på hver sin mark, ville det kræve 18-26% mere jord, beregner forskerne. Med andre ord: Agri-voltaik er en vej til at frigive areal i et land, hvor både landbrugs- og energiplads er under pres.

Et højere formål med mindre stål

Den vertikale opstilling rummer også klimamæssige og praktiske fordele. De bifaciale paneler er glasmontrede på begge sider og kræver ikke en aluminiumsramme – det sænker CO₂-belastningen. Samtidig giver den lodrette konstruktion mindre vindmodstand og bruger færre materialer end traditionelle, hævede solcelleparker.

Men det er ikke kun teknikken, der imponerer. Forskerne har også undersøgt borgernes reaktioner – og her skiller vertikale solceller sig positivt ud.

Solceller, der falder i bedre jord

I et nyskabende VR-eksperiment lod forskerne mere end 100 deltagere opleve forskellige solcelletyper i et realistisk landskab. Resultatet: Vertikale agri-voltaiske systemer scorede højere på både oplevelse og accept end konventionelle solcelleparker.

”Deltagerne kunne bedre lide de lodrette paneler – især når de så dem tæt på og så at markerne stadig høstes. De opfattede også vertikal agri-voltaik som mere innovativ og miljøvenlig end konventionelle solcelleparker,” siger adjunkt Gabriele Torma fra Aarhus Universitets Institut for Virksomhedsledelse.

Særligt på afstand opleves traditionelle solcelleanlæg som landskabsforstyrrende. De vertikale paneler, derimod, fremstår mere som en del af det agrare miljø – som moderne læhegn, snarere end tekniske indgreb.

Fra forsøgsmark til fremtidens energisystem

Forskerne bag studiet håber, at deres resultater kan inspirere til en ny måde at tænke energiplacering på i Europa. Kombinationen af strømproduktion, fødevareproduktion og øget arealeffektivitet taler ind i flere af tidens store udfordringer – klima, energi og biodiversitet.

Næste skridt bliver at teste systemerne over længere tid og med flere afgrøder. Men allerede nu viser studiet vejen mod en mere integreret og bæredygtig brug af landbrugsarealer i den grønne omstilling.

------

Forskningen er en del af projektet Hyperfarm (Hydrogen and Photovoltaic Electrification on Farm), som er finansieret af EU’s rammeprogram for forskning og innovation, Horizon 2020, under bevillingsaftale nr. 10100082.

Link til publikation i det videnskabelige tidsskrift Energy Nexus.

Samarbejdspartnere:

Aarhus Universitets Institut for Mekanik og Produktion, Institut for Agroøkologi, Institut for Fødevarevidenskab, Institut for Virksomhedsledelse og iClimate samt DTU.