อะกริวอลเทอิกส์

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ไปยังการนำทาง ไปยังการค้นหา
ต้นมะเขือเทศข้างใต้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ในเมืองดอร์นเบียร์น ประเทศออสเตรีย

อะกริวอลเทอิกส์ (อังกฤษ: Agrivoltaics) หรือ อะโกรโฟโตวอลเทอิกส์ (อังกฤษ: Agrophotovoltaics) หรือการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ท่ามกลางการทำเกษตร คือการพัฒนาพื้นที่เพื่อการผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ (Photovoltaics) ร่วมกันกับการใช้งานเชิงเกษตรกรรม[1] การติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไว้ท่ามกลางพืชแปลว่าทั้งสองจะต้องแบ่งกันใช้แสงอาทิตย์ในการผลิตผลผลิตทั้งสองชนิด[2] กลวิธีนี้ถูกคิดขึ้นเป็นครั้งแรกโดย อดอล์ฟ เกิทซ์แบร์เกอร์ (Adolf Goetzberger) และ อาร์มิน ซาสทรอฟ (Armin Zastrow) ในปี ค.ศ. 1981.[3] คำว่าอะกริวอลเทอิกส์ถูกใช้เป็นครั้งแรกในปึ ค.ศ. 2011[4]

กฎหมายเกี่ยวกับการผลิตไฟฟ้าแบบอะกริวอลเทอิกส์นั้นแตกต่างกันไปตามแต่ละประเทศ พืชส่วนใหญ่ไม่เหมาะกับการใช้งานรูปแบบนี้ ผู้ที่ตัดสินใจลงทุนใช้ระบบอะกริวอลเทอิกส์อาจมีจุดมุ่งหมายที่แตกต่างกันไป ไม่ว่าจะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในปริมาณหรือคุณภาพของผลิตผลทางการเกษตร หรือเพื่อการผลิตพลังงานไฟฟ้าเป็นหลักและปลูกพืชไว้รอบ ๆ แผงเพียงเล็กน้อย มากไปกว่านั้น บางคนให้นิยามของระบบอะกริวอลเทอิกส์เป็นเพียงการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไว้บนหลังคาโรงนาหรือฟาร์มปศุสัตว์[2] หรือในอีกทางหนึ่ง โครงการขนาดเล็กในสหรัฐบางแห่งซึ่งติดตั้งรังผึ้ง (beehive) ไว้ตามขอบแผงเซลล์แสงอาทิตย์ก็ถูกเรียกว่าระบบอะกริวอลเทอิกส์เช่นกัน[5]

ในแง่ของประสิทธิภาพ พื้นที่ทางการเกษตรนั้นเหมาะกับการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์มากที่สุด โดยสามารถสร้างกำไรและพลังงานได้มากกว่าระบบที่อยู่ในพื้นที่ร้าง เหตุเพราะระบบโฟโตวอลเทอิกนั้นจะมีประสิทธิภาพลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น และไร่นาทั่วไปอยู่ในพื้นที่ที่มีความชื้นซึ่งคุณสมบัติที่ทำให้เย็นลงของความดันไอเป็นปัจจัยสำคัญที่เพิ่มประสิทธิภาพของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ จึงมีการคาดการณ์ว่าการเติบโตของอุตสาหกรรมนี้ในอนาคตจะเพิ่มการแข่งขันแย่งชิงพื้นที่ทางการเกษตร พื้นที่ทางการเกษตรที่ดีที่สุดสำหรับการแปลงเป็นแผงเซลล์แสงอาทิตย์นั้นอยู่ในภูมิภาคภาคตะวันตกของสหรัฐ แอฟริกาตอนใต้ และตะวันออกกลาง ทุ่งหญ้าและพื้นที่ชุ่มน้ำเป็นชนิดของพื้นที่ที่ดีที่สุดสำหรับการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ในขณะที่พื้นที่อย่างทุ่งหิมะ (Snow field) และทุ่งน้ำแข็งเป็นสภาพแวดล้อมที่แย่ที่สุด หากสมมุติว่าศักยภาพของการผลิตพลังงานมัธยฐานเท่ากับ 28 วัตต์ต่อตารางเมตร (irradiance) ตามที่อ้างโดยบริษัทพลังงานโซลาร์ซิตีจากรัฐแคลิฟอร์เนีย รายงานฉบับหนึ่งประมาณการณ์อย่างคร่าว ๆ ไว้ว่าการคลุมพื้นที่ทางการเกษตรเพียง 1% จากที่มีอยู่ทั่วโลกด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วไปจะสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดที่โลกต้องการในปัจจุบันได้[6]

ประวัติ[แก้]

อดอล์ฟ เกิทซ์แบร์เกอร์ ผู้ก่อตั้งสถาบันเพื่อระบบพลังงานแสงอาทิตย์ฟรอนโฮเฟอร์ (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems) ในปี ค.ศ. 1981 พร้อมกับ อาร์มิน ซาสทรอฟ ได้สร้างทฤษฎีขึ้นมาในปี ค.ศ. 1982 เกี่ยวกับการใช้งานร่วมกันระหว่างการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์และการเพาะปลูกพืชภายในพื้นที่ที่เพาะปลูกได้ (arable land) ซึ่งจะสามารถแก้ไขปัญหาการแก่งแย่งกันใช้พื้นที่ดินระหว่างการใช้งานทั้งสองรูปแบบ[3][7] จุดอิ่มตัวของแสงเป็นปริมาณสูงสุดของโฟตอนที่พืชชนิดหนึ่งจะสามารถดูดซับได้ และการได้รับโฟตอนมากเกินกว่านี้ก็จะไม่เพิ่มอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงขึ้นไปอีก ด้วยเหตุนี้ อากิระ นากาชิมะ (Akira Nakashima) จึงเสนอให้นำระบบเซลล์แสงอาทิตย์เข้ามาใช้ร่วมกับการทำเกษตรเพื้อนำแสงส่วนเกินมาใช้ในการผลิตไฟฟ้า และได้พัฒนาต้นแบบ (Prototype) ของระบบนี้ขึ้นมาเป็นครั้งแรกที่ประเทศญี่ปุ่นในปี ค.ศ. 2004[8]

คำว่า "อะกริวอลเทอิกส์" อาจถูกใช้เป็นครั้งแรกในงานตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 2011[4] ในขณะที่คำว่า "อะโกรโฟโตวอลเทอิก"[9] หรือ "อะกริโฟโตวอลเทอิก" ถูกใช้ในวรรณกรรมภาษาเยอรมัน[10] และคำว่า "โซลาร์แชริง" หรือการแบ่งปันแสงอาทิตย์ถูกใช้ในภาษาญี่ปุ่น[8]

รูปแบบ[แก้]

ระบบอะกริวอลเทอิกส์นั้นถูกแบ่งออกเป็นสามรูปแบบที่ยังมีการวิจัยอยู่ คือการวางวางแผงเซลล์แสงอาทิตย์ให้มีช่องว่างเว้นระหว่างแผงสำหรับพืช การติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไว้บนเสาเหนือพืช และการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไว้บนเรือนกระจก.[1] ทั้งสามรูปแบบนี้มีตัวแปรหลายอย่างที่สามารถปรับเปลี่ยนได้เพื่อให้ทั้งพืชผลทางการเกษตรและแผงเซลล์แสงอาทิตย์ได้รับแสงอย่างเต็มที่ ตัวแปรหลักในระบบอะกริวอลเทอิกส์คือองศาของแผงเซลล์แสงอาทิตย์หรือ "องศาเอียง" ตัวแปรอย่างอื่นที่ต้องพิจารณาในการเลือกพื้นที่สำหรับการติดตั้งระบบชนิดนี้คือชนิดของพืชที่จะใช้เพาะปลูก ความสูงจากพื้นของแผงเซลล์ ความรับอาบรังสีสุริยะ (solar irradiance) ในพื้นที่ และสภาพภูมิอากาศในบริเวณ[1]

การออกแบบระบบ[แก้]

อุปกรณ์อะกริวอลเทอิกส์นั้นถูกออกแบบไว้หลายรูปแบบ ในเอกสารขั้นแรกในปี ค.ศ. 1982 เกิทซ์แบร์เกอร์และซาสทรอฟได้ตีพิมพ์แนวคิดในการพัฒนาการติดตั้งระบบอะกริวอลเทอิกส์ในอนาคตในหลายจุด อาทิ[3]

  • การหันแผงเซลล์สุริยะไปทางทิศใต้สำหรับการติดตั้งแบบคงที่ หรือหันไปตามแนวทิศตะวันตกและตะวันออกสำหรับระบบที่สามารถหมุนรอบแกนได้
  • การเว้นช่องว่างไว้ระหว่างแผงให้แสงสามารถส่องไปถึงพืชได้อย่างเพียงพอ
  • การเพิ่มความสูงของโครงสร้างที่ติดตั้งแผงไว้เพื่อให้แสงส่องลงถึงพื้นได้อย่างสม่ำเสมอ

แผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบคงที่เหนือพืชผล[แก้]

ระบบที่สามัญที่สุดคือระบบที่ใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบคงที่บนหลังคาเรือนกระจก เหนือพืช หรือระหว่างพืชในไร่นา และสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของระบบได้โดยการปรับความหนาแน่นและองศาเอียงของแผงเซลล์แสงอาทิตย์

ระบบอะกริวอลเทอิกส์แบบพลวัต[แก้]

ระบบแบบพลวัตระบบแรกและเรียบง่ายที่สุดถูกสร้างขึ้นในประเทศญี่ปุ่นโดยใช้แผงเซลล์สุริยะบาง ๆ ที่ถูกติดตั้งไว้บนขาตั้งที่ไม่มีฐานคอนกรีต ระบบนี้สามารถถอดประกอบได้และมีน้ำหนักเบา และสามารถเคลื่อนย้ายและปรับแผงได้ด้วยมือตามความเหมาะสมของแต่ละฤดูระหว่างที่เกษตรกรเพาะปลูกในที่ดิน ช่องว่างที่เว้นไว้ระหว่างแผงแต่ละแผงนั้นมีความกว้างเพื่อลดแรงต้านของลม[8] ระบบอะกริวอลเทอิกส์ระบบใหม่ ๆ นั้นมีการออกแบบมาพร้อมกับระบบติดตามดวงอาทิตย์เพื่อจัดตำแหน่งของแผงเซลล์สุริยะให้เหมาะสมที่สุด โดยระบบนี้มีการติดตั้งแล้วในไร่นาในประเทศญี่ปุ่น[11]

ในปี ค.ศ. 2004 กึนเทอร์ ซาลูน (Günter Czaloun) นำเสนอระบบติดตามโดยใช้เชือก ซึ่งใช้จัดองศาของแผงเพื่อเพิ่มการผลิตไฟฟ้าหรือเพื่อให้ร่มกับพืชได้ตามที่ต้องการ โดยต้นแบบแรกถูกสร้างขึ้นในปึ ค.ศ. 2007 ที่ประเทศออสเตรีย[12] บริษัท REM TEC ได้ติดตั้งโรงผลิตไฟฟ้าที่ใช้ระบบติดตามที่มีสองแกนหลายแห่งในประเทศอิตาลีและประเทศจีน[13][14] และยังได้พัฒนาระบบเดียวกันสำหรับนำมาใช้กับเรือนกระจกทางการเกษตร[15]

ในประเทศฝรั่งเศส บริษัท Sun'R ได้พัฒนาระบบติดตามแบบแกนเดี่ยวขึ้นมา โดยตามที่บริษัทนี้กล่าว ระบบของพวกเขาสามารถปรับตัวให้เข้ากับความต้องการของพืชได้โดยการใช้แบบจำลองที่ซับซ้อนของการเติบโตของพืช การพยากรณ์อากาศ การคำนวณ และซอฟท์แวร์ที่เพิ่มประสิทธิภาพของระบบ[16]

บริษัท Artigianfer ได้พัฒนาเรือนกระจกที่สามารถผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ได้ โดยมีแผงเซลล์สุริยะที่ติดตั้งไว้ซึ่งสามารถขยับตามดวงอาทิตย์ตามแนวทิศตะวันออก-ตะวันตกได้[17]

รูปแบบอื่น ๆ[แก้]

เทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าแบบโฟโตวอลเทอิกรูปแบบใหม่ที่ปล่อยให้แสงสีที่พืชจำเป็นต้องใช้สามารถส่องผ่านได้และผลิตไฟฟ้าจากแสงสีอื่น ๆ มีศักยภาพที่จะถูกนำมาใช้ในเรือนกระจกในภูมิภาคเขตร้อนในอนาคต[18] เช่นในปี ค.ศ. 2015 หลิว เหวิน นักวิจัยมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีน เมืองเหอเฝย ได้เสนอแนวคิดการผลิตไฟฟ้าแบบอะกริวอลเทอิกส์ที่ใช้แผ่นกระจกโค้งซึ่งถูกเคลือบด้วยฟิล์มพอลิเมอร์ไดโครอิกซึ่งปล่อยให้แสงที่ความยาวคลื่นจำเพาะสามารถผ่านได้ เช่นแสงที่ความยาวคลื่นที่จำเป็นต่อการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช (แสงสีแดงและน้ำเงิน) และสะท้อนและรวมแสงที่ความยาวคลื่นอื่นลงบนแผงเซลล์สุริยะเพื่อผลิตไฟฟ้า การติดตั้งแบบนี้ใช้ระบบติดตามดวงอาทิตย์แบบสองแกน ระบบอะกริวอลเทอิกส์ระบบนี้สามารถกำจัดร่มเงาเหนือพืชทั้งหมด เพราะแสงที่ความยาวคลื่นสีแดงและน้ำเงินที่จำเป็นต่อการสังเคราะห์ด้วยแสงสามารถส่องผ่านลงมาได้ ระบบนี้ได้รับรางวัล R&D100 ในปี ค.ศ. 2017[19]

การเลี้ยงแกะไว้แทะเล็มหญ้ารอบ ๆ แผงเซลล์สุริยะในบางกรณีอาจถูกกว่าการตัดหญ้า[20]

ผลกระทบ[แก้]

แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ถูกนำมาใช้ในระบบอะกริวอลเทอิกส์ลดปริมาณของแสงและพื้นที่สำหรับพืช และยังส่งผลกระทบกระทบต่อพืชและดินที่ถูกปกคลุมในแง่อื่น ๆ ด้วย เช่นน้ำและความร้อน

ในภูมิอากาศเขตละติจูดเหนือ ระบบอะกริวอลเทอิกส์จะเปลี่ยนสภาพภูมิอากาศจุลภาคของพืชทั้งในด้านบวกและลบทำให้ไม่เกิดประโยชน์สุทธิ โดยลดคุณภาพของผลผลิตจากการเพิ่มขึ้นของความชื้นและโรค และก่อให้เกิดค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้นจากการใช้สารฆ่าศัตรูพืช แต่กลับกันก็ลดความผันผวนของอุณหภูมิซึ่งเพิ่มปริมาณผลผลิต ขณะที่ในประเทศที่มีปริมาณหยาดน้ำฟ้าต่ำหรือไม่เสถียร ความผันผวนของอุณหภูมิสูง และขาดแคลนชลประทาน ระบบอะกริวอลเทอิกส์สามารถส่งผลที่เป็นประโยชน์ต่อคุณภาพของภูมิอากาศจุลภาคของพืช[21]

น้ำ[แก้]

จากการทดลองวัดระดับการระเหยของน้ำข้างใต้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ปลูกพืชเกษตรทนร่มเช่นแตงกวาและผักกาดหอมซึ่งถูกรดน้ำโดยชลประทานในทะเลทราย พบว่าการระเหยลดลง 14-29 เปอร์เซ็นต์[1] ระบบอะกริวอลเทอิกส์สามารถนำมาใช้ได้ในพื้นที่ที่จำเป็นต้องใช้น้ำอย่างประหยัด (water efficiency)[1]

ความร้อน[แก้]

ได้มีการศึกษาเกี่ยวกับความร้อนของพื้นดิน อากาศ และพืชที่ปลูกข้างใต้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ในช่วงฤดูเพาะปลูก พบว่าแม้อุณหภูมิของอากาศข้างใต้แผงเซลล์แสงอาทิตย์นั้นไม่เปลี่ยนแปลง อุณหภูมิของพื้นดินและพืชที่วัดได้กลับลดลง[1]

ข้อดี[แก้]

โดยทั่วไปแผงโฟโตวอลเทอิกจะผลิตแก๊สเรือนกระจกในปริมาณที่ค่อนข้างน้อย แม้ว่าในขั้นตอนการติดตั้งจำเป็นต้องใช้โครงสร้างติดตั้งและการวางสายไฟที่ทำจากเหล็กกล้า ซึ่งต้องการการทำเหมืองแร่เพื่อผลิตถ่านหิน คอนกรีต และแร่ต่าง ๆ อย่างไรก็ตามปริมาณแก๊สเรือนกระจกที่ถูกปล่อยออกมาในขั้นตอนการผลิตก็ยังน้อยกว่าปริมาณที่ถูกปล่อยออกมาจากการผลิตไฟฟ้ารูปแบบดั้งเดิมในชั่วชีวิตของการใช้งานผลิตภัณฑ์[22]

หากระบบการผลิตไฟฟ้าแบบอะกริวอลเทอิกส์นั้นคุ้มค่าในเชิงเศรษฐกิจ การใช้งานควบคู่กันระหว่างการผลิตพลังงานและสินค้าเกษตรจะสามารถบรรเทาการแก่งแย่งทรัพยากรที่ดิน และลดแรงกระตุ้นที่จะเปลี่ยนเขตพื้นที่ธรรมชาติมาใช้งานเชิงเกษตรกรรม[3]

ในการจำลองสถานการณ์ขั้นต้นในงานวิจัยโดยดูปราซและคณะในปี ค.ศ. 2011 ซึ่งเป็นครั้งแรกที่คำว่า 'อะกริวอลเทอิกส์' ถูกบัญญัติขึ้นมา ได้คำนวณว่าประสิทธิภาพการใช้งานที่ดินสามารถเพิ่มขึ้นกว่า 60-70% (ส่วนใหญ่เป็นประสิทธิภาพในการใช้ประโยชน์จากความรับอาบรังสีสุริยะ)[1][4]

ดิเนชและคณะกล่าวว่าการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ควบคู่ไปกับการปลูกพืชทนร่มสามารถเพิ่มมูลค่าทางเศรษฐกิจของแปลงเกษตรได้มากกว่า 30% เมื่อเทียบกับแปลงเกษตรแบบทั่วไปที่ไม่ได้ติดตั้งระบบอะกริวอลเทอิกส์ ตามแบบจำลองของพวกเขา[1] มีการสันนิษฐานว่าระบบอะกริวอลเทอิกส์สามารถเป็นประโยชน์ต่อพืชฤดูร้อน เนื่องจากภูมิอากาศจุลภาคที่เกิดขึ้นและผลข้างเคียงด้านความร้อนและการควบคุมการไหลของน้ำ[23]

ข้อเสีย[แก้]

การแทนที่ที่ดินเพาะปลูกพืชผลทางการเกษตรด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์เป็นปัจจัยสำคัญที่มักถูกอ้างเป็นข้อเสียของระบบโฟโตวอลเทอิก[6][21] ที่ดินเพาะปลูกเป็นที่ดินชนิดที่แผงเซลล์แสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพมากที่สุด[6] แม้ระบบอะกริวอลเทอิกส์จะทำให้สามารถใช้ประโยชน์ทางเกษตรบนพื้นที่ของโรงผลิตไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์ได้ แต่ก็จะทำให้มีผลผลิตปริมาณที่ต่ำลง[21] อย่างไรก็ตามปริมาณผลผลิตพืชเกษตรบางชนิดในบางกรณีกลับไม่ได้รับผลกระทบจากร่มเงา ตัวอย่างเช่นผักกาดหอมในรัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา[1][6] แต่การติดตั้งระบบก็จะกินพื้นที่ใช้สอยไปกับโครงสร้างที่ใช้ติดตั้งและอุปกรณ์ต่าง ๆ[21]

ระบบอะกริวอลเทอิกส์จะใช้งานได้ดีกับพืชที่ต้องการร่มเงาและในที่ที่แสงอาทิตย์ไม่ได้เป็นข้อจำกัดเท่านั้น พืชเกษตรทนร่มเป็นเพียงส่วนเล็กของผลผลิตการเกษตร[1] ตัวอย่างเช่น ข้าวสาลีไม่สามารถเติบโตได้ดีในสภาพแวดล้อมที่ได้รับแสงน้อย และจึงไม่เหมาะสมกับระบบอะกริวอลเทอิกส์[1] การจำลองสถานการณ์ของระบบอะกริวอลเทอิกส์โดยดิเนชและคณะแสดงให้เห็นว่าผลิตภาพของพืชผลเกษตรที่ทนร่มและการผลิตไฟฟ้านั้นไม่ได้ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้สามารถผลิตทั้งสองสิ่งไปพร้อมกันได้ โดยได้ประมาณว่าผลผลิตของผักกาดหอมในระบบอะกริวอลเทอิกส์นั้นเทียบเท่ากับการทำไร่นารูปแบบทั่วไป[1]

จากงานศึกษางานหนึ่งที่จำลองเรือนกระจกที่ใช้ระบบอะกริวอลเทอิกส์ซึ่งมีหลังคาที่ติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไว้ครึ่งหนึ่ง พบว่าระบบไม่มีประสิทธิภาพเนื่องจากผลผลิตของพืชลดลง 64% และผลิตภาพของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ลดลง 84% [24]

วิทยานิพนธ์งานหนึ่งในปี ค.ศ. 2016 ได้คำนวนออกมาว่าระบบอะกริวอลเทอิกส์นั้นไม่สามารถทำกำไรได้ในประเทศเยอรมนี โดยจะขาดทุนถึง €80,000 ยูโรต่อเฮกตาร์ต่อปี ความสูญเสียเกิดจากระบบโฟโตวอลเทอิกซึ่งส่วนใหญ่มาจากค่าใช้จ่ายในการติดตั้งแผงเซลล์สุริยะบนเสาติดตั้งซึ่งมีความสูง วิทยานิพนธ์ยังได้คำนวณเงินอุดหนุนจากรัฐในรูปแบบของการรับซื้อไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน (feed-in tariff) ที่จะทำให้ระบบอะกริวอลเทอิกส์นั้นสามารถอยู่รอดทางเศรษฐกิจ และเป็นวิธีการที่ดีที่สุดที่จะโน้มน้าวให้นักลงทุนลงทุนกับโครงการแบบนี้ได้ โดยหากผู้เสียภาษีจ่ายค่าไฟฟ้าเพิ่มเติมอย่างน้อย €0.115 ยูโรต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงจากราคาตลาด (€0.05 ในประเทศเยอรมนี) ให้แก่ผู้ผลิตแล้ว ก็จะทำให้โครงการในรูปแบบนี้เกิดขึ้นได้อีกในอนาคต[21]

การติดตั้งระบบอะกริวอลเทอิกส์ต้องการการลงทุนขนาดใหญ่สำหรับค่าแผงเซลล์แสงอาทิตย์ เครื่องจักรทำเกษตร และระบบไฟฟ้า ซึ่งทำให้มีค่าเบี้ยประกันที่ต้องจ่ายเพิ่ม และความเสี่ยงที่เครื่องจักรจะทำให้ระบบเสียหายนั้นก็ส่งผลให้ค่าประกันสูงกว่าแผงเซลล์แสงอาทิตย์รูปแบบธรรมดา ในประเทศเยอรมนี ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งระบบที่สูงส่งผลให้เกษตรกรไม่สามารถจัดหาเงินทุนจากการกู้ยืมเพื่อการเกษตรแบบทั่วไปได้ ทว่าในอนาคตทางภาครัฐสามารถเข้ามาควบคุม เปลี่ยนแปลง และอุดหนุนเพื่อสร้างตลาดใหม่ให้นักลงทุนในโครงการเหล่านี้ เพื่อให้เกษตรกรมีโอกาสเข้าถึงแหล่งเงินทุนที่เปลี่ยนไปอย่างสิ้นเชิงในภายภาคหน้าได้[21] ในกลุ่มประเทศกำลังพัฒนา ที่ซึ่งแหล่งเงินทุนเป็นปัญหาใหญ่และโดยทั่วไปมีอัตราดอกเบี้ยเงินกู้เพื่อการเกษตรต่อปีประมาณ 9 ถึง 25 เปอร์เซ็นต์ การลงทุนในระบบอะกริวอลเทอิกส์เป็นเรื่องที่ไร้เหตุผลทางเศรษฐกิจสำหรับเกษตรกรส่วนใหญ่

ระบบโฟโตวอลเทอิกเป็นระบบที่มีเทคโนโลยีซับซ้อน หมายความว่าเกษตรกรจะไม่สามารถซ่อมแซมความเสียหายต่อระบบในบางกรณีได้ ทำให้จำเป็นต้องพึ่งพาผู้ที่มีความเชี่ยวชาญเฉพาะด้าน ในกรณีของประเทศเยอรมนี ค่าใช้จ่ายในการจ้างแรงงานสามารถเพิ่มขึ้นประมาณ 3 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นผลจากระบบอะกริวอลเทอิกส์[21] หรืออีกด้านหนึ่ง แรงงานอาจเป็นปัญหาหลักในเศรษฐกิจที่มีค่าแรงสูงเช่นประเทศสหรัฐอเมริกา การเลี้ยงแกะไว้แทะเล็มหญ้ารอบ ๆ แผงเซลล์แสงอาทิตย์เป็นทางเลือกอีกทางหนึ่งที่เพิ่มการใช้งานเชิงเกษตรขึ้นให้กับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วไป แต่ทรัพยากรมนุษย์ของคนเลี้ยงแกะอาจมีไม่เพียงพอ[20]

ในประเทศเกาหลีใต้ ประชากรท้องถิ่นได้กล่าวหาผู้สนับสนุนว่าโกหกเกี่ยวกับผลประโยชน์ทางสิ่งแวดล้อมของระบบโฟโตวอลเทอิก ว่าระบบนี้จะก่อให้เกิดมลพิษต่อบริเวณโดยรอบด้วยสารพิษภายในแผงเซลล์แสงอาทิตย์และสารเคมีที่ใช้ทำความสะอาดมัน ก่อให้เกิดมลภาวะทางแสงจากพื้นผิวที่สะท้อนแสงของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ และอาจปล่อย "รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า" ที่อาจเป็นอันตรายได้ ความขัดแย้งจากผู้อยู่อาศัยและการต่อต้านจากท้องถิ่นอาจส่งผลให้ราคาของระบบนั้นสูงเกินไปทั้งในด้านเงินตราและเวลาที่ต้องเสียไปกับคดีความต่าง ๆ [25]

ระบบอะกริโวลเทอิกทั่วโลก[แก้]

ทวีปเอเชีย[แก้]

ประเทศญี่ปุ่น[แก้]

ประเทศญี่ปุ่นเป็นประเทศแรกที่พัฒนาระบบอะกริวอลเทอิกส์กลางแจ้งขึ้นมาในปี ค.ศ. 2004 อากิระ นากาชิมะ ได้พัฒนาโครงสร้างที่ถอดประกอบได้ซึ่งมีการนำมาทดสอบกับพืชชนิดต่าง ๆ โครงสร้างแบบนี้ทำให้เกษตรกรสามารถถอดหรือเคลื่อนย้ายสิ่งก่อสร้างตามการปลูกพืชหมุนเวียนและความต้องการของพืชได้[8] ตั้งแต่นั้นมา สิ่งก่อสร้างที่มีขนาดใหญ่กว่าที่เป็นโครงสร้างถาวรและระบบแบบพลวัตก็ได้ถูกพัฒนาขึ้นมา โดยมีความสามารถผลิตไฟฟ้าได้หลายเมกะวัตต์[26][27][11] โรงไฟฟ้าขนาด 35 เมกะวัตต์บนพื้นที่ 54 เฮกตาร์เริ่มดำเนินการในปี ค.ศ. 2018 ซึ่งประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์สูงสองเมตรเหนือพื้น ณ จุดต่ำสุด ที่ติดตั้งบนเสาเหล็กฐานคอนกรีต อัตราร่มเงาของโรงไฟฟ้านี้เท่ากับ 50 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งสูงกว่าอัตราที่พบปกติในระบบของนากาชิมะที่ 30 เปอร์เซ็นต์ พื้นที่ข้างใต้แผงเกษตรกรใช้ปลูกโสมจีน (Panax ginseng), อาชิตาบะ (ashitaba) และผักชีในอุโมงค์พลาสติก โดยเลือกปลูกโสมโดยเฉพาะเพราะมันสามารถโตได้ด้วยแสงน้อย พื้นที่นี้แต่ก่อนเป็นที่ปลูกหญ้าสนามสำหรับสนามกอล์ฟ แต่เมื่อความนิยมกอล์ฟลดลงในประเทศญี่ปุ่น พื้นที่เหล่านี้ก็เริ่มถูกทิ้งร้าง[28] โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 480 เมกะวัตต์มีแผนจะสร้างขึ้นบนเกาะอูกูจิมะในปี ค.ศ. 2020 ซึ่งส่วนหนึ่งจะใช้ระบบอะกริวอลเทอิกส์[29]

กฎหมายญี่ปุ่นกำหนดไว้ว่า การที่จะได้รับอนุญาตให้ใช้ประโยชน์จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์เหนือพืชเกษตรนั้น เกษตรกรต้องคงผลผลิตเกษตรกรรมไว้อย่างน้อย 80 เปอร์เซ็นต์จากของเดิม และหากเทศบาลพบว่าระบบที่ติดตั้งนั้นก่อให้เกิดร่มเงาบนแปลงเกษตรมากเกินไป เกษตรกรก็จำเป็นที่จะต้องถอดระบบนั้นออก ในขณะเดียวกันรัฐบาลญี่ปุ่นก็มีมาตรการสนับสนุนที่เรียกว่า FITs สำหรับการผลิตพลังงานของท้องถิ่น ส่งผลให้เจ้าของที่ที่ใช้ระบบซึ่งน้ำหนักเบาสามารถสร้างรายได้จากการผลิตไฟฟ้ามากกว่าการทำเกษตร[8]

หากใช้ระบบอะกริวอลเทอิกส์รูปแบบนี้ และใช้ประเทศญี่ปุ่นเป็นกรณีตัวอย่าง ระบบโฟโตวอลเทอิกทั่วไปจะสามารถผลิตพลังงานที่เพียงพอให้กับประเทศได้บนพื้นที่ขนาด 2.5 ล้านเอเคอร์ และหากใช้ระบบอะกริวอลเทอิกส์จะสามารถทำแบบเดียวกันได้บนพื้นที่เกษตรกรรมขนาด 7 ล้านเอเคอร์ ในขณะที่ประเทศญี่ปุ่นมีพื้นที่เกษตรกรรมรวม 11.3 ล้านเอเคอร์[8]

ประเทศจีน[แก้]

ในปี ค.ศ. 2016 บริษัทสัญชาติอิตาลี REM TEC ได้สร้างโรงไฟฟ้าระบบอะกริวอลเทอิกส์ขนาด 0.5 เมกะวัตต์พีกขึ้นในอำเภอจินไจ้ (Jinzhai) มณฑลอานฮุย[14] บริษัทจีนหลายบริษัทได้พัฒนาโรงผลิตไฟฟ้าขนาดหลายกิกะวัตต์ที่ผนวกรวมการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เข้ากับเกษตรกรรม ไม่ว่าจะเป็นแบบเรือนกระจกโฟโตวอลเทอิกหรือที่ติดตั้งไว้กลางแจ้ง ตัวอย่างเช่น บริษัท Panda Green Energy ได้ติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์เหนือไร่องุ่นในเมืองทูร์ปาน (Turpan) เขตปกครองตนเองซินเจียงอุยกูร์ในปี ค.ศ. 2016 โดยโรงไฟฟ้าขนาด 0.2 เมกะวัตต์นี้ได้รับใบรับรองระดับชาติและได้เชื่อมต่อเข้ากับกริดไฟฟ้าแล้ว[30] ในปี ค.ศ. 2017 บริษัท Fuyang Angkefeng Optoelectronic Technology ได้สร้างสถานที่ทดสอบโรงผลิตไฟฟ้าระบบอะกริวอลเทอิกส์ขึ้นในเมืองฟู่หยาง (Fuyang) มณฑลอานฮุย ระบบนี้ใช้เทคโนโลยีอะกริวอลเทอิกส์รูปแบบใหม่ (ดูที่ด้านบน) ซึ่งถูกคิดค้นโดย หลิว เหวิน จากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีน เมืองเหอเฝย[19][31]

30 ปีแล้วที่ Elion Group มีความพยายามต่อสู้ต่อการแปรสภาพเป็นทะเลทรายของภูมิภาคคู่ปู้ฉี (Kubuqi) น้ำที่ใช้ล้างแผงเซลล์แสงอาทิตย์ถูกใช้เพื่อรดน้ำพืชที่ปลูกไว้ข้างใต้[32] ว่าน โหยวเป่า (Wan You-bao) ได้รับสิทธิบัตรสำหรับระบบที่ให้ร่มเงากับพืชพันธุ์ที่ปลูกในพื้นที่ทะเลทรายในปึ ค.ศ. 2007 โดยมีแผงเซลล์แสงอาทิตย์ติดตั้งอยู่เพื่อให้ร่มเงา[33]

ประเทศเกาหลีใต้[แก้]

รัฐบาลเกาหลีใต้ได้รับแผนการ Renewable energy 3020 มาใช้ในการกำหนดนโยบายด้านพลังงาน โดยมีเป้าหมายให้ 20 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานทั้งหมดผลิตจากทรัพยากรหมุนเวียนภายในปี ค.ศ. 2030[25] ในปี ค.ศ. 2019 สมาคมอะกริวอลเทอิกส์เกาหลี (Korea Agrivoltaic Association) ถูกก่อตั้งขึ้นมาเพื่อส่งเสริมและพัฒนาอุตสาหกรรมอะกริวอลเทอิกส์ของประเทศเกาหลีใต้[34] ในปี ค.ศ. 2016 SolarFarm.Ltd สร้างโรงไฟฟ้าอะกริวอลเทอิกส์เป็นที่แรกในประเทศเกาหลีใต้ซึ่งปลูกข้าวเป็นผลผลิตทางการเกษตร[35]

กฎหมายการจัดเขตของประเทศเกาหลี ที่เรียกว่า "ข้อบังคับการแบ่งแยก" (separation regulations) กำหนดว่าการสร้างโรงไฟฟ้าแผงเซลล์แสงอาทิตย์หรือโซลาร์ฟาร์มไว้ใกล้ถนนหรือพื้นที่อยู่อาศัยนั้นเป็นสิ่งที่ผิดกฎหมาย หมายความว่าจะต้องสร้างในพื้นที่ที่ไม่ถูกใช้งานเช่นตามเนินภูเขา ทำให้ไม่สามารถเข้าถึงได้อย่างสะดวกและเคยถูกทำลายในช่วงที่มีพายุ ในปึ ค.ศ. 2017 มีการปรับปรุงกฎการจัดเขตให้ท้องถิ่นสามารถกำหนดข้อบังคับของตนเองได้ ตั้งแต่นั้นมาโรงไฟฟ้าอะกริวอลเทอิกส์ถูกสร้างขึ้นมาจำนวนหนึ่ง แต่การแผ่ขยายของโรงไฟฟ้าโฟโตวอลเทอิกในพื้นที่ชนบทเป็นที่ไม่พอใจของผู้อยู่อาศัยในท้องที่ซึ่งเป็นเหตุให้มีการชุมนุมประท้วงต่อต้าน เพราะแผงเซลล์แสงอาทิตย์ถูกมองว่าเป็นสิ่งที่อุจาดตา และผู้คนหวาดกลัวมลภาวะจากวัสดุที่เป็นพิษในแผงเซลล์แสงอาทิตย์ หรือแม้แต่อันตรายจาก "คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า" การต่อต้านจากชาวบ้านนำไปสู่การต่อสู้ในชั้นศาลทั่วทั้งประเทศ เลขานุการบริหารสมาคมอะกริวอลเทอิกส์เกาหลี คิม ชังอัน กล่าวอ้างว่าปัญหาที่เกิดขึ้นในอุตสาหกรรมนี้เกิดจาก "ข่าวปลอม"[25]

ในปึ ค.ศ. 2021 สถาบันฟรอนโฮเฟอร์จากประเทศเยอรมนีกล่าวว่ารัฐบาลเกาหลีใต้มีแผนจะสร้างระบบอะกริวอลเทอิกส์หนึ่งแสนระบบในไร่นาของเกษตรกรเพื่อเป็นผลประโยชน์หลังเกษียณ[36]

ประเทศอินเดีย[แก้]

งานศึกษางานหนึ่งที่ตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 2017 พิจารณาความเป็นไปได้ที่จะนำระบบอะกริวอลเทอิกส์มาใช้ในไร่องุ่นในประเทศอินเดีย ระบบที่ถูกศึกษาในบทความประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่แทรกอยู่ระหว่างพืชเพื่อจำกัดปริมาณร่มเงาที่จะตกลงบนพืช งานศึกษานี้กล่าวอ้างว่าระบบนี้นั้นสามารถเพิ่มรายได้ (ไม่ใช่กำไร) ให้กับเกษตรกรชาวอินเดียในพื้นที่ ๆ หนึ่งได้ถึง 1500 เปอร์เซ็นต์ เมื่อไม่นำเงินลงทุนมาคิด[1][37]

ประเทศมาเลเซีย[แก้]

ในประเทศมาเลเซีย ผู้พัฒนาโครงการพลังงานหมุนเวียนที่ใหญ่ที่สุดของประเทศมาเลเซีย Cypark Resources Berhad (หรือ Cypark) ได้สร้างโซลาร์ฟาร์มแบบโฟโตวอลเทอิกผสมผสานกับเกษตรกรรม (AIPV) เป็นที่แรกของประเทศมาเลเซียในกัวลาเปอร์ลิซ (Kuala Perlis) โดยผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย์และผลผลิตทางการเกษตรเช่น เมลอน พริก แตงกวา ฯลฯ[38]

ภายหลัง Cypark ได้พัฒนาโซลาร์ฟาร์มที่อื่นอีกสี่ที่ซึ่งผสมผสานการใช้งานเข้ากับกิจกรรมทางการเกษตรเช่นเดียวกันคือ ที่กัวลาเปอร์ลิซขนาด 6 เมกะวัตต์พร้อมเลี้ยงแพะกับแกะ ที่เปิงกาลันฮูลู (Pengkalan Hulu) ขนาด 425 กิโลวัตต์พร้อมปลูกผักท้องถิ่น และที่เจอเลอบู (Jelebu) ขนาด 4 เมกะวัตต์กับที่ตานะฮ์เมอระฮ์ (Tanah Merah) ขนาด 11 เมกะวัตต์พร้อมเลี้ยงแพะกับแกะ[ต้องการอ้างอิง]

มหาวิทยาลัยปุตรามาเลเซีย (Universiti Putra Malaysia) ซึ่งเป็นมหาวิทยาลัยที่มีความเฉพาะทางในด้านเกษตรศาสตร์ ได้มีการทดลองการเพาะปลูกพืชสมุนไพรที่ชื่อว่าหญ้าหนวดแมวในปี ค.ศ. 2015 ข้างใต้โครงสร้างติดตั้งแผงเซลล์แสงสุริยะแบบถาวรบนพื้นที่ทดลองขนาด 0.4 เฮกตาร์[39]

ประเทศเวียดนาม[แก้]

สถาบันฟรอมโฮเฟอร์เพื่อระบบพลังงานแสงอาทิตย์ (Fraunhofer ISE) ได้ติดตั้งระบบอะกริวอลเทอิกส์ของพวกเขาในฟาร์มกุ้งแห่งหนึ่งในจังหวัดบักเลียวในเขตดินดอนสามเหลี่ยมปากแม่น้ำโขง ตามที่สถาบันกล่าว ผลลัพธ์ของโครงการนำร่องโครงการนี้ชี้ว่าการบริโภคน้ำลดลง 75 เปอร์เซ็นต์ ระบบของพวกเขาอาจสามารถให้ประโยชน์อื่น ๆ ได้เช่น ร่มเงาสำหรับคนงาน รวมไปถึงอุณหภูมิน้ำที่ต่ำลงและเสถียรมากขึ้นซึ่งเป็นผลดีต่อการเติบโตของกุ้ง[40]

ทวีปยุโรป[แก้]

ในทวีปยุโรปช่วงต้นคริสต์ทศวรรษที่ 2000 มีการก่อสร้างเรือนกระจกโฟโตวอลเทอิกแบบทดลอง โดยหลังคาของเรือนกระจกส่วนหนึ่งถูกแทนที่ด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ในประเทศออสเตรีย ระบบอะกริวอลเทอิกส์แบบกลางแจ้งแบบทดลองขนาดเล็กถูกก่อสร้างขึ้นในปี ค.ศ. 2007[12] ตามมาด้วยการทดลองอีกสองที่ในประเทศอิตาลี[41] และตามด้วยการทดลองในประเทศฝรั่งเศสและประเทศเยอรมนี[42][43] ในปี ค.ศ. 2020 มีการริเริ่มโครงการนำร่องในประเทศเบลเยียม ซึ่งจะทดสอบว่าสามารถปลูกต้นแพร์ท่ามกลางแผงเซลล์แสงอาทิตย์ได้หรือไม่[44]

อุตสาหกรรมโฟโตวอลเทอิกไม่สามารถใช้เงินอุดหนุนจากนโยบายเกษตรร่วมของสหภาพยุโรปได้เมื่อถูกสร้างขึ้นบนที่ดินทำเกษตร[36]

ประเทศออสเตรีย[แก้]

ในปี ค.ศ. 2004 กึนเทอร์ ซาลูน ได้เสนอระบบโฟโตวอลเทอิกแบบติดตามพระอาทิตย์ด้วยเชือก ต้นแบบทดลองที่แรกถูกสร้างขึ้นในทีโรลใต้ (South Tyrol) ในปี ค.ศ. 2007 บนพื้นที่ขนาด 0.1 เฮกตาร์ โครงสร้างสายเชือกอยู่สูงกว่าห้าเมตรเหนือพื้นดิน และในปี ค.ศ. 2017 ระบบแบบใหม่ถูกนำเสนอในงานประชุมอินเตอร์โซลาร์ (Intersolar) ที่จัดขึ้นในเมืองมิวนิก เทคโนโลยีนี้มีศักยภาพที่จะมีราคาต่ำกว่าระบบแบบกลางแจ้งระบบอื่น ๆ เนื่องจากใช้เหล็กในปริมาณที่น้อยลง[12]

ประเทศอิตาลี[แก้]

ในปี ค.ศ. 2009 และ 2011 มีการติดตั้งระบบอะกริวอลเทอิกส์แบบแผงคงที่เหนือไร่องุ่น (vineyard) โดยการทดลองแสดงให้เห็นว่าทำให้ผลผลิตลดลงเล็กน้อยและเก็บเกี่ยวล่าช้ากว่าปกติ[41][45]

ในปี ค.ศ. 2009 บริษัทสัญชาติอิตาลี REM TEC ได้พัฒนาระบบติดตามดวงอาทิตย์สองแกน และในปี ค.ศ. 2011 กับ 2012 REM TEC ได้สร้างโรงไฟฟ้าระบบอะกริวอลเทอิกส์แบบกลางแจ้งขนาดหลายเมกะวัตต์[13] บริษัทโฆษณาว่าระบบสแลนอัตโนมัติสามารถนำมาใช้ผสมผสานเพื่อเพิ่มผลผลิตได้[46] นอกจากระบบกลางแจ้งแล้ว บริษัทยังมีระบบสำหรับเรือนกระจกที่บริษัทอ้างว่าจะทำให้สภาพภูมิอากาศจุลภาคในเรือนกระจกเหมาะสมกับพืขมากที่สุด[15]

ประเทศฝรั่งเศส[แก้]

บริษัท Akuo Energy ได้มีการพัฒนาแนวคิดเกี่ยวกับ agrinergie มาตั้งแต่ปี ค.ศ. 2007 ซึ่งเป็นการผสมผสานการผลิตไฟฟ้ากับเกษตรกรรมเข้าด้วยดันผ่านการสอดแทรกและซ้อนกัน[47] ในปี ค.ศ. 2017 บริษัท Tenergie ได้เริ่มนำเรือนกระจกแบบโฟโตวอลเทอิกมาใช้ ซึ่งมีโครงสร้างที่กระจายแสงที่ลดความเปรียบต่างระหว่างส่วนที่เป็นเงากับแสงที่เกิดจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์[48]

ตั้งแต่ปี ค.ศ. 2009 สถาบัน INRA, IRSTEA กับบริษัท Sun'R ทำงานร่วมกันในโครงการ Sun'Agri[42] ต้นแบบแรกซึ่งมีแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบคงที่ถูกติดตั้งในปี ค.ศ. 2009 บนที่โล่งขนาด 0.1 เฮกตาร์ในเมืองมงเปอลีเย[16] ต้นแบบอื่น ๆ ที่มีแผงแบบเคลื่อนที่ได้แกนเดี่ยวถูกสร้างขึ้นในปี ค.ศ. 2014[16] และ 2017 เป้าหมายของการศึกษาเหล่านี้คือเพื่อจัดการสภาพภูมิอากาศจุลภาคของพืชและผลิตพลังงานไฟฟ้า และเพื่อศึกษาการกระจายของแสงระหว่างพืชและแผงเซลล์แสงอาทิตย์ โรงไฟฟ้าระบบอะกริวอลเทอิกส์แรกที่บริษัท Sun'R ได้สร้างขึ้นในปี ค.ศ. 2018 อยู่ในเทศบาลเทรแซร์ (Tresserre) ในจังหวัดปีเรเน-ออรีย็องตาล โดยมีขนาด 2.2 เมกะวัตต์พีกบนไร่องุ่นพื้นที่ 4.5 เฮกตาร์ ซึ่งเป็นการประเมินประสิทธิภาพของระบบของบริษัทนี้บนไร่องุ่นในขนาดใหญ่และสภาวะจริง[49]

ในปี ค.ศ. 2016 บริษัท Agrivolta ได้เฉพาะทางในระบบอะกริวอลเทอิกส์[50] หลังจากที่ต้นแบบแรกได้ถูกสร้างขึ้นในปี ค.ศ. 2017 ในเมืองแอ็กซ็องพรอว็องส์ บริษัท Agrivolta ได้ติดตั้งระบบของตัวเองบนพื้นที่ของสถาบันวิจัยพืชสวนแห่งชาติฝรั่งเศส (Astredhor) ในเทศบาลอีแยร์ (Hyères)[51] และได้นำเสนอเทคโนโลยีของบริษัทในงานแสดงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค (CES) ในเมืองลาสเวกัสในปี ค.ศ. 2018[52]

ประเทศเยอรมนี[แก้]

ในปี ค.ศ. 2011 สถาบันเพื่อระบบพลังงานแสงอาทิตย์ฟรอนโฮเฟอร์เริ่มวิจัยระบบอะกริวอลเทอิกส์ ตามด้วยโครงการ APV-Resola ซึ่งเริ่มในปี ค.ศ. 2015 และกำหนดการสิ้นสุดในปี ค.ศ. 2020 ต้นแบบแรกขนาด 194.4 กิโลวัตต์พีกมีแผนที่จะสร้างในปี ค.ศ. 2016 บนพื้นที่ขนาด 0.5 เฮกตาร์ของไร่นาสหกรณ์ฮ็อฟเกอไมน์ชัฟท์ เฮ็กเกิลบัค ในเทศบาลแฮร์ทวังเงิน (Herdwangen-Schönach)[43] ตั้งแต่ปี ค.ศ. 2015 การผลิตพลังงานไฟฟ้าโฟโตวอลเทอิกในประเทศเยอรมนียังไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจหากไม่มีเงินอุดหนุน FITs จากรัฐบาล[21] ตั้งแต่ปี ค.ศ. 2021 ไม่มีเงินอุดหนุน FITs ให้ระบบอะกริวอลเทอิกส์ในประเทศเยอรมนี[36]

ในทางกลับกัน สถาบันฟรอนโฮเฟอร์ซึ่งเป็นสถาบันส่งเสริมการใช้งานพลังงานแสงอาทิตย์กล่าวในปี ค.ศ. 2021 ว่า 4 เปอร์เซ็นต์ของพื้นที่เพาะปลูกได้ของเยอรมนีจำเป็นต้องถูกคลุมด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อให้สามารถผลิตพลังงานพอความต้องการของประเทศได้ (ขนาดที่ติดตั้งประมาณ 500 กิกะวัตต์พีก) โดยเชื่อว่าความจุทั้งหมดของประเทศสำหรับระบบอะกริวอลเทอิกส์เหนือพืชทนร่มเช่นเบอร์รีเท่ากับ 1,700 กิกะวัตต์พีก หรือประมาณ 14 เปอร์เซ็นต์ของพื้นที่เพาะปลูกทั้งหมด[36]

ประเทศเดนมาร์ก[แก้]

ภาควิชาพืชไร่นาของมหาวิทยาลัยออร์ฮูส (Aarhus University) ได้เริ่มโครงการศึกษาระบบอะกริวอลเทอิกส์ในสวนผลไม้ในปี ค.ศ. 2014[53]

ทวีปอเมริกา[แก้]

สหรัฐ[แก้]

แกะข้างใต้แผงเซลล์แสงอาทิตย์บนเกาะลานาอิ (Lanai) รัฐฮาวาย

ในประเทศสหรัฐอเมริกา บริษัท SolAgra ได้ร่วมมือพัฒนาระบบอะกริวอลเทอิกส์ร่วมกับภาควิชาพืชไร่นาของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส พืชผลที่สามารถเพาะปลูกข้างใต้ได้ประกอบด้วยองุ่น แรสเบอร์รี แอปเปิล ผักกาดหอม มะเขือเทศ เก๋ากี้ มันฝรั่ง และข้าว[54] มีการศึกษาระบบอะกริวอลเทอิกส์เชิงทดลองโดยมหาวิทยาลัยหลายแห่งเช่น โครงการ Biosphere 2 ที่มหาวิทยาลัยแอริโซนา[55][56] โครงการภาควิชาเกษตรกรรมสต็อกบริดจ์ของมหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ แอมเฮิรสท์ (University of Massachusetts Amherst)[57] บริษัทสัญชาติสหรัฐบริษัทหนึ่งได้ติดตั้งรังผึ้งไว้ใกล้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีอยู่ก่อนแล้ว[5]

ประเทศชิลี[แก้]

ระบบอะกริวอลเทอิกส์ขนาด 13 กิโลวัตต์พีกสามระบบถูกสร้างขึ้นในประเทศชิลีในปี ค.ศ. 2017 เป้าหมายของโครงการนี้คือเพื่อศึกษาพืชที่สามารถได้รับประโยชน์จากร่มเงาของระบบอะกริวอลเทอิกส์ ไฟฟ้าที่ผลิตถูกนำมาใช้ในสิ่งก่อสร้างทางการเกษตรเช่น การทำความสะอาด การบรรจุภัณฑ์ การเก็บเย็น ตู้ฟักไข่ ฯลฯ ระบบหนึ่งถูกติดตั้งในบริเวณที่ไฟดับบ่อย[58]

อ้างอิง[แก้]

  1. 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 1.12 Dinesh, Harshavardhan; Pearce, Joshua M. (2016). "The potential of agrivoltaic systems" (PDF). Renewable and Sustainable Energy Reviews. 54: 299–308. doi:10.1016/j.rser.2015.10.024.
  2. 2.0 2.1 "A New Vision for Farming: Chickens, Sheep, and ... Solar Panels". EcoWatch (ภาษาอังกฤษ). 28 เมษายน 2020. เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 19 เมษายน 2021. สืบค้นเมื่อ 19 กรกฎาคม 2020.
  3. 3.0 3.1 3.2 3.3 GOETZBERGER, A.; ZASTROW, A. (1 มกราคม 1982). "On the Coexistence of Solar-Energy Conversion and Plant Cultivation". International Journal of Solar Energy. 1 (1): 55–69. Bibcode:1982IJSE....1...55G. doi:10.1080/01425918208909875. ISSN 0142-5919.
  4. 4.0 4.1 4.2 Dupraz, C.; Marrou, H.; Talbot, G.; Dufour, L.; Nogier, A.; Ferard, Y. (2011). "Combining solar photovoltaic panels and food crops for optimising land use: Towards new agrivoltaic schemes". Renewable Energy. 36 (10): 2725–2732. doi:10.1016/j.renene.2011.03.005.
  5. 5.0 5.1 "Plot Brewing To Blanket US In Solar Panels + Pollinator-Friendly Plants". CleanTechnica (ภาษาอังกฤษ). 2 กรกฎาคม 2020. เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 2 มิถุนายน 2021. สืบค้นเมื่อ 19 กรกฎาคม 2020.
  6. 6.0 6.1 6.2 6.3 Adeh, Elnaz H.; Good, Stephen P.; Calaf, M.; Higgins, Chad W. (7 สิงหาคม 2019). "Solar PV Power Potential is Greatest Over Croplands". Scientific Reports (ภาษาอังกฤษ). 9 (1): 11442. doi:10.1038/s41598-019-47803-3. ISSN 2045-2322.
  7. Janzing, Bernward (2011). Solare Zeiten (ภาษาเยอรมัน). Freiburg/Germany: Bernward Janzing. ISBN 978-3-9814265-0-2.
  8. 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 Movellan, Junko (10 ตุลาคม 2013). "Japan Next-Generation Farmers Cultivate Crops and Solar Energy". renewableenergyworld.com (ภาษาอังกฤษ). เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 11 กันยายน 2017.
  9. Schindele, Stefan (2013). "Combining Pv And Food Crops To Agrophotovoltaic–Optimization Of Orientation And Harvest". 13th IAEE European Conference. doi:10.4229/27thEUPVSEC2012-5AV.2.25. ISBN 3-936338-28-0.
  10. "APV Resola". APV Resola (ภาษาเยอรมัน). คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ 8 มิถุนายน 2021. สืบค้นเมื่อ 11 กันยายน 2017.
  11. 11.0 11.1 "ソーラーシェアリングには「追尾式架台」がベスト! | SOLAR JOURNAL". SOLAR JOURNAL. 1 ธันวาคม 2017. เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  12. 12.0 12.1 12.2 "A rope rack for PV modules". PV Europe (ภาษาอังกฤษ). 28 สิงหาคม 2017. เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 17 เมษายน 2021. สืบค้นเมื่อ 16 พฤศจิกายน 2018.
  13. 13.0 13.1 Gandola, Cristina (25 กันยายน 2012). "Fotovoltaico e agricoltura: maggiore produttività in meno spazio". Scienze News (ภาษาอิตาลี). เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 18 สิงหาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 6 กันยายน 2021.
  14. 14.0 14.1 Weselek, Axel; Ehmann, Andrea; Zikeli, Sabine; Lewandowski, Iris; Schindele, Stephan; Högy, Petra (19 มิถุนายน 2019). "Agrophotovoltaic systems: applications, challenges, and opportunities. A review" (PDF). Agronomy for Sustainable Development. 39 (4): 5. doi:10.1007/s13593-019-0581-3. สืบค้นเมื่อ 7 มิถุนายน 2021.
  15. 15.0 15.1 "greenhouse". remtec.energy (ภาษาอังกฤษ). เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 16 สิงหาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 12 กันยายน 2021.
  16. 16.0 16.1 16.2 Dorthe, Chantal (26 มิถุนายน 2017). "Vers des systèmes agrivoltaïques conciliant production agricole et production d'électricité". inra.fr (ภาษาฝรั่งเศส). เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 4 มิถุนายน 2021. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  17. Massimo, CARDELLI (20 กันยายน 2013). "GREENHOUSE AND SYSTEM FOR GENERATING ELECTRICAL ENERGY AND GREENHOUSE CULTIVATION". patentscope.wipo.int (ภาษาอังกฤษ). เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  18. La Notte, Luca; Giordano, Lorena; Calabrò, Emanuele; Bedini, Roberto; Colla, Giuseppe; Puglisi, Giovanni; Reale, Andrea (15 พฤศจิกายน 2020). "Hybrid and organic photovoltaics for greenhouse applications". Applied Energy (ภาษาอังกฤษ). 278: 115582. doi:10.1016/j.apenergy.2020.115582. ISSN 0306-2619.
  19. 19.0 19.1 Liu, Wen; Liu, Luqing; Guan, Chenggang; Zhang, Fangxin; Li, Ming; Lv, Hui; Yao, Peijun; Ingenhoff, Jan (1 มีนาคม 2018). "A novel agricultural photovoltaic system based on solar spectrum separation". Solar Energy (ภาษาอังกฤษ). 162: 84–94. doi:10.1016/j.solener.2017.12.053.
  20. 20.0 20.1 "Sheep, ag and sun: Agrivoltaics propel significant reductions in solar maintenance costs". Utility Dive (ภาษาอังกฤษ). เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 17 กุมภาพันธ์ 2021.
  21. 21.0 21.1 21.2 21.3 21.4 21.5 21.6 21.7 TROMMSDORFF, Maximillian (2016). "An economic analysis of agrophotovoltaics: Opportunities, risks and strategies towards a more efficient land use". The Constitutional Economics Network Working Papers. ISSN 2193-7214.
  22. "Life Cycle Assessment Harmonization Results and Findings". nrel.gov (ภาษาอังกฤษ). 21 กรกฎาคม 2014. คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ 30 กรกฎาคม 2017. สืบค้นเมื่อ 4 มิถุนายน 2021.
  23. Dupraz, C. "To mix or not to mix : evidences for the unexpected high productivity of new complex agrivoltaic and agroforestry systems" (PDF) (ภาษาอังกฤษ). คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม (PDF) เมื่อ 16 กุมภาพันธ์ 2014. สืบค้นเมื่อ 14 เมษายน 2017.
  24. Castellano, Sergio (21 ธันวาคม 2014). "Photovoltaic greenhouses: evaluation of shading effect and its influence on agricultural performances". Journal of Agricultural Engineering (ภาษาอังกฤษ). 45 (4): 168–175. doi:10.4081/jae.2014.433. ISSN 2239-6268.
  25. 25.0 25.1 25.2 Dong-hwan, Ko (27 สิงหาคม 2020). "Back off: 'loathed' PV panels intensify separation rules in countryside". Korea Times. เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 8 มีนาคม 2021.
  26. "日本で最も有名なソーラーシェアリング成功事例! 匝瑳市における地域活性プロジェクトとは | AGRI JOURNAL". AGRI JOURNAL. 6 มีนาคม 2018. เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2018.
  27. "耕作放棄地を豊かに!"メガ"ソーラーシェアリング | SOLAR JOURNAL". SOLAR JOURNAL. 27 พฤศจิกายน 2017. เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2018.
  28. "Chinese Power Company Runs Solar Plant in Harmony With Local Community - Visit to Plant - Solar Power Plant Business". tech.nikkeibp.co.jp (ภาษาอังกฤษ). คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ 25 สิงหาคม 2018. สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2018.
  29. "最大出力約480MWの営農併設型太陽光発電計画 長崎県佐世保市宇久島での太陽光発電事業に関する出資について". KYOCERA (Press release) (ภาษาญี่ปุ่น). 26 เมษายน 2020. เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 7 มิถุนายน 2021. สืบค้นเมื่อ 7 มิถุนายน 2021.
  30. "Grape Solar Complementary Project under Panda Green Energy Received National Certificate". bjei.com. 18 ตุลาคม 2017. เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 9 มิถุนายน 2021. สืบค้นเมื่อ 9 มิถุนายน 2021.
  31. Panjwani, Laura (29 มิถุนายน 2018). "Solar Panel Innovation Allows for Plant Growth, Energy Generation Simultaneously". R&D World. เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 9 มิถุนายน 2021. สืบค้นเมื่อ 9 มิถุนายน 2021.
  32. "What We Can Learn From the Greening of China's Kubuqi Desert". Time (ภาษาอังกฤษ). เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 13 สิงหาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2018.
  33. "Apparatus and Method For Desert Environmental Control And For Promoting Desert Plants Growth". worldwide.espacenet.com (ภาษาอังกฤษ). สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2018.
  34. SBS NEWS, 한국 영농형 태양광협회 출범…'태양광 성장' 주도 (ภาษาเกาหลี), เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021, สืบค้นเมื่อ 22 กุมภาพันธ์ 2020
  35. 솔라팜, "태양광발전 통해 벼 재배 성공, 4개월 만에 수확" (ภาษาเกาหลี), 19 กันยายน 2016, เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021, สืบค้นเมื่อ 22 กุมภาพันธ์ 2020
  36. 36.0 36.1 36.2 36.3 Bhambhani, Anu (23 กุมภาพันธ์ 2021). "Fraunhofer ISE Issues Guidelines For Agrivoltaics". TaiyangNews (ภาษาอังกฤษ). Beijing. เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 8 มีนาคม 2021.
  37. Malu, Prannay R.; Sharma, Utkarsh S.; Pearce, Joshua M. (2017-10-01). "Agrivoltaic potential on grape farms in India" (PDF). Sustainable Energy Technologies and Assessments (ภาษาอังกฤษ). 23: 104–110. doi:10.1016/j.seta.2017.08.004. ISSN 2213-1388.
  38. Nor'azman, Norshazlina (21 ธันวาคม 2015). "Kisah ladang Agri-Solar terbesar di dunia". มาเลเซียกีนี (ภาษามาเลย์). เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 7 มิถุนายน 2021. สืบค้นเมื่อ 7 มิถุนายน 2021.
  39. Othman, N. F.; Su, A. S. Mat; Ya’acob, M. E. (2018). "Promising Potentials of Agrivoltaic Systems for the Development of Malaysia Green Economy". IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (ภาษาอังกฤษ). 146 (1): 012002. doi:10.1088/1755-1315/146/1/012002. ISSN 1755-1315.
  40. "Fraunhofer Experiments In Chile And Vietnam Prove Value Of Agrophotovoltaic Farming | CleanTechnica". cleantechnica.com (ภาษาอังกฤษ). เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 16 ธันวาคม 2020. สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2018.
  41. 41.0 41.1 "Mola di Bari: realizzato primo impianto fotovoltaico su un un vigneto di uva da tavola" (ภาษาอิตาลี). เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 17 พฤศจิกายน 2018.
  42. 42.0 42.1 "Ferme photovoltaïque : Sun'R combine agriculture et production d'électricité". lesechos.fr (ภาษาฝรั่งเศส). 29 พฤษภาคม 2017. คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ 1 กันยายน 2017. สืบค้นเมื่อ 18 พฤศจิกายน 2018.
  43. 43.0 43.1 "Photovoltaics and Photosynthesis – Pilot Plant at Lake Constance Combines Electricity and Crop Production - Fraunhofer ISE". Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE (ภาษาอังกฤษ). เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  44. "Agrivoltaics of hoe je met zonnepanelen in een boomgaard peren én elektriciteit kan oogsten". VRT NWS (ภาษาดัตช์). 2020-10-27. เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 25 กุมภาพันธ์ 2021. สืบค้นเมื่อ 2021-08-08.
  45. "A profile of Franciacorta's sparkling wines". wine-pages (ภาษาอังกฤษ). เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 17 พฤศจิกายน 2018.
  46. "Shading nets". REM Tec. เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 16 สิงหาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 6 กันยายน 2021.
  47. "Agrinergie : faire cohabiter intelligemment énergie et agriculture". enerzine.com (ภาษาฝรั่งเศส). 19 กรกฎาคม 2013. เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 4 มิถุนายน 2021. สืบค้นเมื่อ 4 มิถุนายน 2021.
  48. "Mallemort expérimente un nouveau type de serre photovoltaïque". lemoniteur.fr (ภาษาฝรั่งเศส). เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 18 พฤศจิกายน 2018.
  49. "Inauguration de la première centrale vitivoltaïque dans les Pyrénées-Orientales". ladepeche.fr (ภาษาฝรั่งเศส). เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 5 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  50. "Agrivolta fait de l'ombre… intelligemment". La Tribune (ภาษาฝรั่งเศส). เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 8 มีนาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  51. "Agrivolta propose des ombrières intelligentes". LaProvence.com (ภาษาฝรั่งเศส). 29 กันยายน 2017. เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  52. "Agrivolta". rvi (ภาษาฝรั่งเศส). คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ 27 พฤศจิกายน 2020. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  53. "OpenIDEO - How might communities lead the rapid transition to renewable energy? - Photovoltaic covering system for orchards". challenges.openideo.com (ภาษาอังกฤษ). คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  54. "SolAgra Farming™". SolAgra (ภาษาอังกฤษ). เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 31 สิงหาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  55. Pallone, Tony (20 เมษายน 2017). "Agrivoltaics: how plants grown under solar panels can benefit humankind". insights.globalspec.com (ภาษาอังกฤษ). เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 16 กรกฎาคม 2018. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  56. "UA Researchers Plant Seeds to Make Renewable Energy More Efficient". UANews (ภาษาอังกฤษ). เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 25 พฤษภาคม 2021. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.
  57. "UMass finds fertile ground in South Deerfield". Daily Hampshire Gazette (ภาษาอังกฤษ). 28 กันยายน 2017. เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018. สืบค้นเมื่อ 20 มกราคม 2019.
  58. "Fraunhofer Experiments In Chile And Vietnam Prove Value Of Agrophotovoltaic Farming | CleanTechnica". cleantechnica.com (ภาษาอังกฤษ). เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 16 ธันวาคม 2020. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2018.

แหล่งข้อมูลอื่น[แก้]