Расширение работ по установке солнечных панелей на местах имеет важное значение в поддержке стремления населения использовать зеленую энергию. В этом отношении инновационные подходы открывают новые возможности.
В конце февраля этого года под председательством Президента страны состоялось совещание по приоритетным задачам увеличения использования возобновляемых источников энергии. Была поставлена задача выделить дополнительно 50 миллионов долларов ресурсов и привлечь еще 100 миллионов долларов иностранных инвестиций. Для предпринимателей также будут созданы дополнительные льготы в области использования солнечной энергии. В частности, таможенные льготы на ввоз солнечных панелей, инверторов и аккумуляторов продлеваются еще на пять лет.
Мероприятия, проводимые в целях увеличения мощности зеленой энергетики в отраслях сельского и водного хозяйства, на предприятиях питьевого водоснабжения с высоким потреблением электроэнергии, ставят на повестку дня последовательное их совершенствование, применение новых подходов. Например, сельское хозяйство получит двойную выгоду с установкой солнечных панелей, то есть с использованием агровольтаики.
Как объясняют ученые, агровольтаика, или солнечные фермы, — комбинированная система, в которой фотоэлектрические панели устанавливаются на сельскохозяйственных участках или посевах. Они одновременно вырабатывают электроэнергию и защищают посевы от вредных лучей солнца, уменьшая испарение и создавая благоприятные условия для их роста.
Этот опыт приносит свои плоды в зарубежных странах и изучают в нашей республике. По предварительным подсчетам, потенциал агровольтаики в Узбекистане составляет десять гигаватт.
На вышеупомянутом совещании ответственным лицам поручено запустить в нынешнем году пилотные проекты по методу агровольтаики в шести районах. Для этого разработана отдельная программа развития возобновляемой энергетики в энергоемких сферах с привлечением международных экспертов.
Стоит отметить, что 29 февраля текущего года в ходе рабочей поездки Президента в Хорезмскую область был дан старт строительству французской компанией Voltalia солнечной электростанции мощностью 100 мегаватт. Это первый такой крупный проект в Хорезме. В результате будет вырабатываться 254 миллиона киловатт-часов зеленой энергии в год. Это покроет 11 процентов годового потребления электроэнергии в регионе. Планируется подключить станцию к сети к концу 2024-го.
Реализация проекта позволит увеличить объем генерации электроэнергии в Хорезме на 30 процентов — до 424 мегаватт. В частности, это полностью удовлетворит годовую потребность Тупраккалинского района в 135 миллионах киловатт-часов, предоставит возможность передавать 40 процентов избыточной энергии в соседние районы, обеспечивая стабильное электроснабжение 85 тысяч домохозяйств. Важно и то, что станция позволит экономить 76 миллионов кубометров природного газа, предотвратит выброс в атмосферу 106 тысяч тонн вредных веществ.
Другой примечательный аспект: в рамках проекта впервые будет использован опыт агровольтаики, который объединяет производство энергии и сельское хозяйство на одном участке, позволяя выращивать овощи и бахчевые культуры под солнечными панелями.
Выразив благодарность инвесторам и инженерам, глава государства подчеркнул, что такие инновационные проекты укрепляют многоплановое сотрудничество между Узбекистаном и Францией.
Зарубежный опыт
Концепция агровольтаики была первоначально предложена в 1982 году немецкими учеными А. Гетцбергером и А. Застроу как средство модификации солнечных электростанций, позволяющее увеличить урожайность на той же площади. Их идея заключалась в том, чтобы поднять солнечные коллекторы на два метра над землей и увеличить расстояние между ними, чтобы избежать чрезмерного затенения посевов.
Ученые подсчитали, что благодаря такому проекту, реализованному, например, в Индии, мощность солнечных панелей на 34 тысячах га виноградников составляет 16 тысяч ГВт/ч. В результате компенсируются потребности в электроэнергии 15 миллионов жителей. При этом еще учтено, что электроэнергии в 0,47 ГВт/ч, вырабатываемой на одном гектаре, хватит для снабжения 500 человек.
В свою очередь этот метод также помогает защитить сельскохозяйственные культуры, выращиваемые в засушливых регионах, от солнечной радиации, предотвратить потерю воды. Как показали научные исследования, затенение сельскохозяйственных культур позволяет на 40 процентов снизить испарение влаги с почвы, что существенно сокращает расход воды.
С 2004 года в Японии началось строительство ряда небольших заводов APV. Эти системы состоят из фотоэлектрических панелей (установленных на опорных столбах с интервалом в три метра), под которыми начато выращивание таких полезных культур, как баклажаны, помидоры, огурцы, капуста. Исходя из результатов эксперимента за пять лет (с 2013-го) при поддержке государства создано более 1900 солнечных ферм.
Уникальный опыт широко используется в десятках стран Америки, Европы, Азии и Африки. Так, исследования, проведенные в пустыне штата Аризона (США), практически доказали, что выращивание ряда культур под солнечными батареями снижает потребление воды на 30-50 процентов. В результате у фермеров снижается потребность в воде для выращивания сельскохозяйственных культур, что крайне необходимо в низкий или неравномерный сезон дождей. Кроме того, в засушливых условиях повышается плодородие почвы и появляется возможность получать высокий урожай в течение всего года.
В Китае крупнейшая на сегодня установка APV мощностью 700 МВт введена в эксплуатацию в 2017 году на плантации ягоды годжи (лекарственное растение) в Нинся-Хуэйском автономном регионе. В настоящее время ведутся работы по доведению ее мощности до 1 ГВт.
По мнению экспертов — исполнителей проекта (Baofeng Group и Huawei), процесс работы солнечных батарей аналогичен процессу движения соцветий подсолнечника за солнечным светом. Это увеличивает эффективность фотоэлектрических элементов и выработку электроэнергии. Солнечные панели, установленные на высоте около трех метров, не мешают выращиванию и уборке урожая в поле.
Согласно имеющимся данным, по завершении проекта это позволит экономить 557,6 тысячи тонн угольного топлива в год, предотвратит выброс в атмосферу около двух млн тонн вредных веществ и пыли, повысит урожайность.
По состоянию на 2022 год объем мирового рынка APV составлял 3,17 миллиарда долларов. Ожидается, что эта сумма будет расти на 12-15 процентов в год и к 2030-му достигнет почти девяти миллиардов. Согласно другим источникам, среднегодовой рост новой системы к 2027 году может составить не менее 40 процентов.
Современные исследования показывают: с использованием APV при выращивании разных сельскохозяйственных культур необходимо учитывать географические и климатические условия. Например, уменьшение солнечного света на 20 процентов привело к такому же процентному снижению урожайности риса и пшеницы. При выращивании картофеля, наоборот, урожайность увеличилась.
Тем не менее высокая степень заграждения солнечного света (50-75 процентов) оказала негативное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур. Поэтому профессор Чжэцзянского университета (Китай) Юэ-Ронг Лянь говорит: «Самое важное, на что следует обратить внимание, — это виды сельскохозяйственных культур».
Согласно отчету Института Брукингса (США), установка солнечной генерации может потребовать по меньшей мере в десять раз больше площади, чем электростанции, работающие на угле или природном газе. В результате для ведения сельского хозяйства остается меньше земли. И фермерам такой метод может не понравиться. Им нужен способ получения электроэнергии, при котором в атмосферу выбрасывается меньше углерода. Но земля также необходима для выращивания сельскохозяйственных культур. В таких условиях потеря энергетических мощностей для производства продуктов питания становится проблемой.
Панели, установленные высоко над землей, сегодня считаются одним из наиболее разумных решений.
О возможностях данной системы в условиях Узбекистана
С учетом климатических условий и потенциала солнечной энергетики в Узбекистане развитие агровольтаики — одна из важных перспективных возможностей для обеспечения устойчивости сельского хозяйства и экологии.
— Использование агровольтаики в нашей стране имеет ряд преимуществ, — констатирует эксперт Шахзод Шухратбеков. — Во-первых, наш край обладает высоким потенциалом солнечной энергии. Размещение здесь солнечных ферм увеличит производство электроэнергии, уменьшив зависимость от традиционных источников энергии, таких как уголь и газ.
Во-вторых, агровольтаика предоставляет ряд возможностей для сельского хозяйства. Установка солнечных панелей на полях обеспечивает растениям тень и защиту, что особенно важно в жарких районах, где высокие температуры могут негативно сказаться на урожае. Кроме того, использование агровольтаики снижает потребление воды в аграрном секторе, поскольку уменьшается испарение и в почве сохраняется влага.
Другой аспект заключается в том, что его использование в животноводстве расширяет зеленые территории, создает естественный корм для выпаса скота в пустынной местности, служит тенистым прохладным местом в жару.
В-третьих, развитие агровольтаики послужит созданию дополнительных рабочих мест и развитию инфраструктуры в кишлаках. Установка и обслуживание солнечных ферм требуют сотрудничества между энергетиками, специалистами сельского хозяйства. И это способствует развитию и экономическому росту аграрного сектора. Доходы фермеров увеличиваются. Они также смогут извлечь выгоду от продажи избыточной энергии.
В Закон «Об использовании возобновляемых источников энергии» также внесены изменения и дополнения, которыми предусмотрено создание благоприятной среды для развития агровольтаики. В частности, установлены льготные цены на электроэнергию, произведенную с использованием этой технологии.
Сегодня в Узбекистане реализуется ряд проектов, связанных с внедрением агровольтаики. Так, в прошлом году в Ташкентской области на десяти гектарах земли под установленными солнечными панелями мощностью один МВт выращивался виноград. В ближайшей перспективе принимаются меры для дальнейшего расширения этого опыта.
Как отмечалось выше, на совещании по приоритетным задачам увеличения использования возобновляемых источников энергии поставлена задача запустить пилотные проекты по методу агровольтаики в шести районах в нынешнем году.
Устойчивое развитие уникальной технологии также ставит на повестку дня выполнение ряда работ. Прежде всего необходимо усовершенствовать нормативно-правовые документы, регламентирующие установку и использование устройств агровольтаики. В связи с этим готовится постановление Кабинета Министров. В документе будут отражены такие вопросы, как поддержка государством нового опыта, оказание финансовой и технической помощи фермерам, внедряющим агровольтаику, создание необходимых научных и практических условий для продолжения исследований, проводимых с целью повышения эффективности и результативности технологии.
