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アグリボルタイクス（アグロフォトボルタイクス、アグリソーラー、またはデュアルユースソーラー）は、太陽エネルギーの生産と農業のために土地を二重に利用することである。[2] [3] [4]この技術は、 1981年にアドルフ・ゲッツベルガーとアーミン・ザストロウによって最初に考案された。[5]
多くの農業活動は、植物作物、家畜、温室、野生植物など、太陽光と組み合わせて花粉媒介者をサポートすることができます。[6]アグリボルタイクシステムには、作物の間、作物の上、または温室の上に設置された太陽光パネルが含まれます。
ソーラーパネルは、植物の水分保持と温度低下を助け、家畜の隠れ場所としても機能します。また、土地の二重利用により、農家に多様な収入源を提供することもできます。
太陽光パネルは光を遮るため、二重利用システムの設計では、作物の収穫量、作物の品質、エネルギー生産の最適化の間でトレードオフが必要になる場合があります。[7]一部の作物や家畜は日陰が増えることで利益を得るため、トレードオフが軽減されるか、完全になくなります。[8]
意味
アグリボルタイクスの実践は国によって異なります。この概念が最初に開発されたヨーロッパとアジアでは、アグリボルタイクスという用語は、専用の二重使用技術、一般的には農業機械が土地にアクセスできるように太陽光パネルを地上約 5 メートルの高さに上げるマウントまたはケーブルのシステム、または温室の屋根に太陽光パネルを設置するシステムに適用されます。
2019年までに、一部の著者は、アグリボルタイクスという用語をより広い意味で使い始め、元々二重使用を意図していなかった従来の太陽光発電パネルを含む、太陽光発電パネル内でのあらゆる農業活動を含めるようになりました。たとえば、従来の太陽光パネルの間では、何の改造もせずに羊を放牧することができます。同様に、納屋や家畜小屋の屋根に太陽光パネルを設置することだけを含むほど、アグリボルタイクスを広く捉える人もいます。[7]
システム設計
基本的なタイプは次の3つです: [2]
- インターリーブ配列とクロップ
- 作物や家畜の上に設置されたアレイ
- 温室のアレイ
これら 3 つのシステムには、パネルと作物の両方で吸収される太陽エネルギーを最大化するためにいくつかの変数が使用されています。農業用発電システムで考慮される主な変数は、太陽光パネルの傾斜角度です。農業用発電システムの場所を選択する際に考慮されるその他の変数は、選択した作物、パネルの高さ、太陽放射量、および地域の気候です。 [2]
1982年の最初の論文で、ゲッツバーガーとザストロウは農業用発電設備を最適化する方法についていくつかのアイデアを発表しました。[5]
- 太陽光パネルの向きは、固定の場合は南向き、軸を中心に回転する場合は東西向き、
- 地上の作物に十分な光が届くように太陽光パネルの間隔を空ける。
- 地上の放射線量を均一化するために、太陽光パネルの支持構造を高くします。
実験施設には、多くの場合、対照農業区域が設けられています。対照区域は、農業用装置が作物の発育に与える影響を研究するために、農業用装置と同じ条件下で利用されます。[引用が必要]
農作物の上に太陽光パネルを固定
最も一般的なシステムでは、農業用温室[9]、露地作物の上、または露地作物の間に固定式の太陽光パネルを設置します。太陽光パネルの密度やパネルの傾斜を変更することで、設置を最適化することができます。[10]
垂直システム
両面太陽光発電モジュールシステムを備えた垂直設置型農業用システムが開発されている。ほとんどの農業用フェンスは、垂直型農業用システムに使用できる。[11]全体的に、米国の既存のフェンスにラックを設置する場合、支柱間に少なくとも1つのPVモジュールを設置することは、ほとんどのフェンスで許容され、コストは0.035ドル/kWhである。垂直PVの収量は南向きでわずか76%であるが、ラック費用の節約により、フェンスを改造した農業用システムでは、多くの場合、より低い平準化コストの電気を生産できる。[11]フェンスPVの場合、クロスオーバーフェンスの長さが30m未満の場合、またはシステムが小さい場合はマイクロインバータの方がパフォーマンスが優れていたが、ストリングインバータはより長いフェンスに適した選択であった。[12]シミュレーション結果によると、両面太陽光発電モジュール構造間の列間隔は、光合成有効放射分布に大きな影響を与える。[10] Next2Sunは、欧州で垂直型農業用システムを商品化している。[13]農場向けにオープンソースの垂直型木材PVラックが設計されている[14]。これは、(i)地元で入手可能な（国産の）再生可能で持続可能な材料から作られ、(ii)平均的な農家が現場で手工具を使って作ることができ、(iii)PV保証に匹敵する25年の耐用年数を持ち、(iv)強風や重い積雪に耐えられるようカナダの建築基準に準拠した構造的に堅牢である。その結果、ラックシステムの資本コストは、1ユニットの小売価格が0.21カナダドルで、同等の商用ラックやこれまでのすべての木材ラック設計よりも安価であることがわかった。[14]
統合システム
ハイドロゲルを使用した独立型ソーラーパネル統合システムは、大気中の水生成器として機能し、水蒸気を（通常は夜間に）取り込み、パネルの下に閉じ込められる作物を灌漑するための真水を生成します（またはパネルを冷却することもできます）。[15] [16]
ダイナミックアグリボルタイク
最もシンプルで初期のシステムは、コンクリート基礎のないスタンドに細いパイプに取り付けられたかなり脆弱なパネルのセットを使用して日本で構築されました。このシステムは取り外し可能で軽量であり、農家が土地を耕作する季節にパネルを移動したり手動で調整したりできます。風の抵抗を減らすために、ソーラーパネルの間隔は広くなっています。[17]
新しい農業用発電システムの設計の中には、追跡システムを使用してパネルの位置を自動的に最適化し、農業生産や電力生産を向上させるものもあります。[18]
2004年、ギュンター・チャロウンはロープラックシステムを備えた太陽光発電追跡システムを提案した。パネルは必要に応じて発電量を増やしたり作物を日陰にしたりするために向きを変えることができる。最初のプロトタイプは2007年にオーストリアで作られた。[19] REM TEC社はイタリアと中国に二軸追跡システムを備えたいくつかのプラントを展開した。同社は農業用温室に使用される同等のシステムも開発している。[要出典]
フランスでは、Sun'R社とAgrivolta社が単軸追跡システムを開発している。同社によれば、このシステムは植物のニーズに合わせて調整できるという。Sun'Rシステムは東西軸追跡システムである。同社によれば、複雑な植物成長モデル、天気予報、計算および最適化ソフトウェアが使用されている。Agrivolta社の装置には、スライドシステムで取り外すことができる南向きのソーラーパネルが装備されている。[要出典]日本の企業も太陽を追う追跡システムを開発している。[20]
スイスでは、インソライト社がモジュールを静止状態に維持できる統合追跡システムを備えた半透明の太陽電池モジュールを開発している。このモジュールはレンズを使用して光を太陽電池に集中させ、動的光透過システムを使用して透過光の量を調整し、農業ニーズに適応する。[21]
アルティジャンファー社は、可動式のシャッターにソーラーパネルを設置した太陽光発電温室を開発した。パネルは東西軸に沿って太陽の軌道を追うことができる。[22]
2015年、中国合肥科学技術大学のウェン・リュー氏は、新しいアグリボルタイクの概念を提案した。それは、光合成に必要な青と赤の波長を選択的に透過する二色性ポリマーフィルムで覆われた湾曲したガラスパネルである。他のすべての波長は反射され、デュアルトラッキングシステムを使用して太陽電池に集中し、発電する。作物は光合成に必要な青と赤の波長を受け取り続けるため、作物畑の上にある通常の太陽電池パネルから生じる影の影響は排除される。この新しいタイプのアグリボルタイクは、2017年のR&D100賞など、いくつかの賞を受賞している。[23]
このようなシステムの難しさは、システムの目標に応じて 2 種類の生産のバランスをうまく保つための操作モードを見つけることです。植物のニーズに合わせて日陰を調整するためにパネルを細かく制御するには、植物の発育を理解するための高度な農業技術が必要です。実験装置は通常、研究センターと共同で開発されます。[引用が必要]
スペクトル選択型ソーラーモジュールを備えた温室
室内の植物に必要な色の光だけを通し、他の波長を使って発電する新しい太陽光発電技術は、将来的には温室で利用されるようになるかもしれない。そのような温室の試作品もある。[24] [25]農業用太陽光発電で使用される「半透明」の PV パネルは、太陽電池の間隔を広げ、透明なバックシートを使用して下部の食料生産を強化する。このオプションでは、固定された PV パネルによって太陽の東西方向の動きが下部の植物に「太陽光を散布」し、上部で発電するため、透明な温室のように一日中太陽が当たることによる「過度の露出」が軽減される。[26]
ソーラーグレージング
おそらく、農業と太陽光発電の最も簡単な利用法は、羊や牛[27]を太陽光パネルの下で放牧することです。羊は、そうでなければ太陽光発電パネルを日陰にする植物を抑制します。 [28]羊は構造物の脚の周りを回ることができるため、芝刈り機よりも徹底的に仕事をします。[28]その見返りとして、羊やヤギは飼料と日陰の休息場所を受け取ります。羊は芝刈り機よりも安い場合があります。[29]一般的に、太陽光発電システムのオペレーターは羊飼いに羊を運ぶためにお金を払っています。実験的な羊のアグリボルタイクスでは、太陽光放牧地で利用できる牧草の量が多いことがわかりました。[30 ]一方、牧草の量は少ないものの、飼料の品質が高いため、春の子羊の生産量はオープンな牧草地と同等になりました。[31]アグリボルタイクスは牛に日陰を作るためにも使用できます。[32]太陽光放牧は米国で人気があり、それを支援する組織が結成されています。[33]
効果
農業用ソーラーパネルは作物から光とスペースを奪いますが、作物やその覆う土地に他の形でも影響を与えます。考えられる影響は、水と熱の 2 つです。
北半球の気候では、アグリボルタイクスは作物の微気候をプラスにもマイナスにも変化させると予想されており、純益はなく、湿度と病気の増加によって品質が低下し、農薬への支出が増えるが、気温の変動が緩和され、収穫量が増える。降水量が少ない、または不安定で、気温の変動が大きく、人工灌漑の機会が少ない国では、このようなシステムは微気候の質に有益な影響を与えると予想されている。[34]
水
カリフォルニアの砂漠で灌漑によって水やりされた日陰に強い作物であるキュウリとレタスの太陽光パネル下の蒸発レベルをテストした実験では、蒸発が14～29%節約されたことがわかりました。[2]また、アリゾナの砂漠で行われた同様の研究では、特定の作物で50%の節水が実証されました。[35]オーストラリアの試験では、太陽光パネルはパネル下の結露によって芝生に水を供給できることが分かりました。[36]
熱
成長期における太陽光パネル下の土地、空気、作物の熱に関する研究が行われました。パネル下の空気は一定に保たれているものの、土地と植物の温度は低いことが分かりました。[2]
利点
土地を農業とエネルギー生産に二重利用することで、土地資源をめぐる競争が緩和され、農地や自然地域を太陽光発電所に開発したり、自然地域を農地に転換したりする圧力が軽減される可能性がある。[5] 2011年にDuprazらが行った初期シミュレーションでは、「アグリボルタイクス」という言葉が初めて使われ、土地利用効率が60～70%増加する可能性があると計算された（主に太陽放射の利用に関して）。[2] [37]アグリボルタイクスの中心的な社会政治的機会には、農家の収入の多様化、PV開発者のコミュニティ関係と受容の強化、そして世界人口のエネルギー需要と排出量の削減などがある。[3] [38]
アグリボルタイクスの大きな利点は、問題となっている太陽光発電システムに対するNIMBY主義を克服できることです。 [39]米国の調査研究は、エネルギーと農業生産がアグリボルタイクスシステムで統合された場合に太陽光発電開発に対する国民の支持が高まるかどうかを評価したところ、回答者の81.8％が、農業生産が統合されている場合、自分のコミュニティでの太陽光発電開発を支持する可能性が高いことがわかりました。[40] Dineshらのモデルによると、日陰に強い作物の生産と組み合わせた太陽光発電の価値により、従来の農業ではなくアグリボルタイクスシステムを導入した農場の経済価値が30％以上増加しました。[41] アグリボルタイクスは、それが作り出す微気候と熱と水の流れの制御の副作用により、夏の作物に有益である可能性があります。[42]アグリボルタイクスは、従来の農業やPVシステムよりも環境的に優れています。ライフサイクル分析研究によると、牧草地ベースの農業発電システムは、非統合型生産と比較して、温室効果ガス排出量が69.3％削減され、化石エネルギーの需要が82.9％削減されるという二重の相乗効果を特徴としていることがわかりました。[43]
数多くの作物において収穫量の増加が実証されています。
- バジル[44]
- ブロッコリー[45]
- セロリ[46]
- チルテピンペッパー[47]
- トウモロコシ[48] /トウモロコシ[49]
- レタス[50] [51]
- 牧草[52]
- ジャガイモ[53]
- ほうれん草[44]
- トマト[47]
- 小麦[54]
オーストラリアの太陽光パネルの周りで放牧されている羊は、より高品質の羊毛をより多く生産します。[36]
デメリット
太陽光発電全般において重要な要素としてしばしば挙げられる欠点は、食料生産用の農地を太陽光パネルに置き換えることである。[55] [34]耕作地は、太陽光パネルが最も効率的に設置される土地と同じ種類の土地である。[55]太陽光発電所である程度農業を行うことはできるが、アグリボルタイクスでは生産量の低下が伴う可能性がある。[34] [56]カリフォルニアのレタスなど、状況によっては一部の作物は日陰による収穫量の影響を受けないように見えるが、[2] [55]構造物やシステム機器を設置するためにいくらかの土地が犠牲になる。[34]
アグリボルタイクスは、日陰を必要とし、日光が制限要因ではない植物にのみ有効です。日陰作物は農業生産性のほんのわずかな割合を占めるだけです。[2] [引用の確認が必要]たとえば、小麦作物は低光量の環境では収穫量が低下することがわかっています。[2]
農業用温室は非効率的です。ある研究では、屋根の半分をパネルで覆った温室をシミュレーションしたところ、作物の収穫量は64%減少し、パネルの生産性は84%減少しました。[57] [古い情報源]
ある研究では、農家がアグリボルタイクスを導入する上での障壁として、(i)長期的な土地生産性の確実性、(ii)市場の可能性、(iii)正当な補償、(iv)さまざまな規模、事業の種類、変化する農業慣行に対応するための事前に設計されたシステムの柔軟性の必要性などを挙げている。[58]
アグリボルタイクスは、太陽光発電パネルだけでなく、さまざまな農業機械や電気インフラにも多額の投資を必要とする。農業機械がインフラを損傷する可能性があるため、従来の太陽光発電パネルに比べて保険料が高騰する可能性がある。ドイツでは、コストが高騰しているため、従来の農業ローンを組む農家にとって、このようなシステムの資金調達は困難になる可能性があるが、将来的には政府の規制、市場の変化、補助金によって、このような制度への投資家のための新しい市場が生まれ、将来の農家にまったく異なる資金調達の機会がもたらされる可能性がある。[34]
太陽光発電システムは技術的に複雑であるため、農家は故障や損傷した部分を修理することができず、十分な専門家のプールが必要となる。ドイツの場合、農業用太陽光発電システムによる人件費の平均増加率は約3％と予想されている。[34]羊を太陽光パネルの間で放牧することは、従来の太陽光発電アレイから余分な農業利用を引き出す魅力的な選択肢かもしれないが、羊飼いが足りないかもしれない。[29]
経済
作物の上に設置されたシステムによって日陰ができ、一部の作物の生産量が減少する可能性がありますが、そのような損失は生産されるエネルギーによって相殺される可能性があります。[引用が必要]世界中のさまざまな組織によって多くの実験区画が設置されていますが、中国と日本以外で商業的に実行可能なそのようなシステムは知られていません。[引用が必要]
農業発電の経済的実現可能性における最も重要な要素は、太陽光発電パネルの設置コストです。[要出典]ドイツでは、このようなプロジェクトの発電を 300% 強補助金 (固定価格買い取り制度(FIT)) で賄うことで、農業発電システムを投資家にとって費用対効果の高いものにすることができ、将来の発電方式の一部となる可能性があると計算されています。[要出典]
太陽光発電産業は農地に建設する場合、欧州CAP補助金を利用することはできない。 [59]
歴史
1981年にフラウンホーファー研究所を設立したアドルフ・ゲッツベルガーは、1982年にアルミン・ザストロウとともに、耕作地を太陽エネルギー生産と植物栽培に二重に利用する理論を提唱し、耕作地の利用をめぐる太陽エネルギー生産と作物の競合問題に対処しようとした。[5] [60]光飽和点とは、植物種が吸収できる光子の最大量であり、光子が増えても光合成速度は上がらない（光呼吸も参照）。これを認識し、長島昭も余剰光を利用するために太陽光発電（PV）システムと農業を組み合わせることを提案し、2004年に日本で最初のプロトタイプを開発した。 [17]
「アグリボルタイク」という用語は、2011年の出版物で初めて使用された可能性があります。[37]この概念は、ドイツの報告書では「アグロフォトボルタイク」と呼ばれており、[61] [62]日本語では「ソーラーシェアリング」と翻訳される用語が使用されています。[17]太陽光発電温室などの施設は、アグリボルタイクシステムと見なすことができます。
ヨーロッパでは2000年代初頭に実験的な太陽光発電温室が建設され、温室の屋根の一部がソーラーパネルに置き換えられました。オーストリアでは、2007年に小規模な実験的な露地農業用システムが建設され、[19]イタリアで2つの実験が続きました。[63]その後、フランスとドイツでも実験が続きました。[64]
プロジェクト
アグリボルタイクスは、世界中で土地利用を強化する有望な方法です。以下は、多くの国で採用されているアグリボルタイクスの例です。
オーストリア
2004年、ギュンター・チャロウンはロープラックシステムを備えた太陽光発電追跡システムを提案した。最初のプロトタイプは2007年に南チロルの0.1ヘクタールの土地に建設された。ケーブル構造は地表から5メートル以上上にある。新しいシステムはミュンヘンで開催されたIntersolar 2017カンファレンスで発表された。この技術は必要な鋼材が少ないため、他のオープンフィールドシステムよりも安価になる可能性がある。[19]
ベルギー
2020年にベルギーでパイロットプロジェクトが開始され、太陽光パネルの中でナシの木を栽培することが可能かどうかをテストします。[65] 2021年には2番目のパイロットプロジェクトが開始され、静的両面トラッキングシステムと単軸トラッキングシステムを比較して、輪作における耕作栽培を試験します。[66]
カナダ
アグリボルタイクスはカナダで始まりました。[28]カナダの電力需要の4分の1（垂直両面PV）から3分の1以上（単軸追尾PV）は、現在の農地のわずか1％を使用するアグリボルタイクスのみで供給できます。[67]カナダでアグリボルタイクスを迅速に展開するには、アルバータ州[68]とオンタリオ州[69]の規制上の障壁を克服するためのいくつかの政策が必要です。非営利団体のアグリボルタイクス・カナダは、カナダの農家が農業を続けられるようにするために設立されました。[70]アイビービジネススクールは、 2022年にカナダで最初のアグリボルタイクス会議を開催しました。[71]カナダのPV会社ヘリーンは、温室統合型PVを商品化しました。[72]ウェストンファミリー財団は、ホームグロウンイノベーションチャレンジの一環として、初のネットゼロ[73]農業用アグロトンネル[74]に農業用発電設備に資金を提供しました。これは、屋外の農業用発電アレイを使用して、屋内で制御された環境で垂直栽培を行う農業に電力を供給するものです。[75] [76]
チリ
2017年にチリに13kWpの農業用太陽光発電システム3基が建設された。サンティアゴ首都圏の支援を受けたこのプロジェクトの目的は、農業用太陽光発電システムの日陰から恩恵を受ける植物を研究することだった。生産された電気は、農産物の洗浄、包装、冷蔵、卵の孵化器など、農業施設の電力として使われた。システムの1つは停電の多い地域に設置された。[77]
一方、2023年2月には、最初の分散型農業農場であるAyla Solarが稼働を開始しました。この22ヘクタール、9MWpのシステムは、oEnergy社によって建設および運営されており、2P単軸トラッカーのアレイの間に2列に並んださまざまなチェリー種を栽培しています。これにより、東側のチェリー列は午前中に日陰になり、西側の列は夕方に日陰になります。10ヘクタールの農業管理区域もあり、チェリーの木は完全な太陽光を浴びており、農業区域の農業生産量と比較することができます。[78]
中国
中国企業は、農業と太陽エネルギー生産を組み合わせた太陽光発電温室または露地設置型の数ギガワット規模の太陽光発電所を開発してきた。
エリオングループは30年にわたり、クブチ地域の砂漠化防止に取り組んできた。 [79]使用された技術の中には、作物を保護し、電力を生産するための農業用発電システムが設置された。[要出典]万有宝は2007年に砂漠の作物を保護するための日よけシステム機器の特許を取得した。日よけにはソーラーパネルが装備されている。[80]
クロアチア
2017年、ヴィロヴィティツァ・ポドラヴィナの近くに500kWpの露天発電所を備えた構造物が設置されました。農業研究はオスィエク大学とスラティナ農業工学学校によってサポートされています。発電された電力は灌漑システムと農業機械に使用されます。最初は日陰を必要とする作物が装置の下でテストされます。[要出典]
デンマーク
オーフス大学農学部は2014年に果樹園の農業発電システムの研究プロジェクトを立ち上げた。[81]同大学は、2023年にはヨーロッパの農業発電容量は51TWに達し、年間71,500TWhの電力を発電できると推定している（現在の電力需要の25倍）。[82]
フランス
2000年代初頭から、フランスでは太陽光発電温室の実験的な建設が行われている。アクオ・エナジー社は2007年からアグリネルギーのコンセプトを開発してきた。同社の最初の発電所は、作物と太陽光パネルを交互に設置したものだった。新しい発電所は温室である。[要出典] 2017年、テネルジー社は太陽光パネルによって生じる明帯と暗帯のコントラストを減らすために光を拡散する構造の太陽光発電温室の導入を開始した。[83]
2009年以来、INRA、IRSTEA、Sun'RはSun'Agriプログラムに取り組んできました。[84]固定パネルを備えた最初のプロトタイプは、2009年にモンペリエの0.1ヘクタールの面積に構築されました。[85] 1軸モバイルパネルを備えた他のプロトタイプは、2014年[85]と2017年に構築されました。これらの研究の目的は、パネルの位置を最適化することにより、植物が受け取る微気候を管理し、電気を生成することです。また、作物とソーラーパネルの間で放射線がどのように分配されるかを研究します。Sun'Rの露地での最初の農業用発電所は、2018年春にピレネーオリアンタルのトレセールに建設されました。この発電所は、4.5ヘクタールのブドウ園に設置され、2.2MWpの容量を持っています。このプロジェクトでは、大規模かつ実際の条件下で、ブドウ園におけるSun'Agriシステムのパフォーマンスを評価する。[86]
2016年、アグリボルタ社はアグリボルタイクスに特化しました。[87] 2017年にエクスアンプロヴァンスで最初のプロトタイプを構築した後、アグリボルタはイエールの国立園芸研究所（アストレドール）の区画にシステムを展開しました。[88]アグリボルタはいくつかのイノベーション賞を受賞しました。 [89]アグリボルタは2018年にラスベガスのCESでその技術を発表しました。[90]
ドイツ
2011年、フラウンホーファー研究所ISEはアグリボルタイクスの研究を開始しました。研究は、2015年に開始され2020年に終了する予定のAPV-Resolaプロジェクトで継続されています。194.4kWpの最初のプロトタイプは、2016年にヒルバーソーラー（現在のアグロソーラーヨーロッパ）[91]によって、ヘルトヴァンゲンのホーフゲマインシャフトヘッゲルバッハ協同農場に属する0.5ヘクタールの敷地に建設される予定でした。[92] 2015年現在、ドイツでは政府のFIT補助金なしでは太陽光発電はまだ経済的に実行可能ではありません。[34] 2021年現在、ドイツではアグリボルタイクスシステムに対するFITは利用できません。[59]
インド
孤立した場所向けのプロジェクトは、インド北部のノイダにあるアミティ大学で研究されている。 [93] 2017年に発表された研究では、インドのブドウ園におけるアグリボルタイクスの可能性を検討した。この記事で研究されているアグリボルタイクスシステムは、植物への日陰を制限するために作物の間に挿入されたソーラーパネルで構成されています。この研究では、このシステムにより、特定の地域のインド農家の収益（利益ではない）が1500％増加する可能性があると主張しています（投資コストは無視）。[2] [94]
2021年12月、コチン国際空港有限会社は、空港の農業用地を20エーカーに拡大し、国内最大の規模となった[95]。
イスラエル
MIGALガリラヤ研究所（מרכז ידע גליל עליון）[96]は、イスラエルの農業発電分野のリーダーです。[要出典] この研究所は、農業発電技術に関する知識センターを設立し、イスラエルで2つの年次APV会議を開催しています。[97] [98]会議は、イスラエルと世界中の多くの著名な団体と協力して開催されています。
進行中の活動以外にも、エネルギー省はCOP27会議の目標を達成するためにイスラエルで数十の農業用発電パイロットに資金を提供し[99]、MIGALはこれらのパイロットの多くを実施してきました。特にイスラエルは国家規模で政府の支援を受けて農業用発電の分野を研究し推進している唯一の国であるためです。[100] [101]
イタリア
2009年と2011年には、固定パネルを備えた農業用発電システムがブドウ畑の上に設置されました。実験では、収穫量がわずかに減少し、収穫が遅れることが示されました。[63] [102]
2009年、イタリアのREM TEC社は2軸太陽追跡システムを開発しました。2011年と2012年に、REM TEC社は数MWの露天農業用発電所を建設しました。[103] [104] [105]太陽光パネルは、農業機械を稼働させるために地上5メートルの高さに設置されています。太陽光パネルのカバーによる影は、作物への影響を最小限に抑えるために15％未満であると主張しています。同社は、「支持構造に統合された自動遮光ネットシステム」を提供する最初の企業であると宣伝しています。[106] REM TEC社は、温室構造に統合された2軸太陽追跡システムも設計しました。同社のウェブサイトによると、太陽光パネルの位置を制御することで、温室の微気候が最適化されます。[107]
最近では、イタリアの新技術、エネルギー、持続可能な経済開発のための国家機関（ENEA）が、国家復興・回復計画の「緑の革命とエコロジカルな移行」ミッションの一環として、持続可能な農業システムの国家ネットワーク[108]を立ち上げました。ENEAとサクロクオーレ・カトリック大学が実施した調査によると、農業システムの経済的および環境的パフォーマンスは、地上太陽光発電所のものと同等です。ENEAの目標は、設置電力を30GW増やすことです。ENEAは、国家エネルギー計画の目標の50％を達成するために、イタリアの農地の0.32％を太陽光発電システムでカバーすることを目指しています。[109]
日本
日本は2004年に長島昭氏が取り外し可能な構造物を開発し、いくつかの作物でテストしたときに、露地農業を開発した最初の国でした。取り外し可能な構造により、農家は輪作や必要性に基づいて施設を取り外したり移動したりできます。[17]それ以来、恒久的な構造と動的システムを備えた、数MWの容量を持つ多くのより大規模な施設が開発されました。[20] [110] [111] 54ヘクタールに設置された35MWの発電所は、2018年に稼働を開始しました。これは、コンクリート基礎の鋼鉄杭に設置された、最も低い位置で地面から2メートルの高さにあるパネルで構成されています。このプラントの遮光率は50％を超え、長島のシステムに通常見られる30％の遮光よりも高い値です。パネルの下で、農家はプラスチック製のトンネルで高麗人参、明日葉、コリアンダーを栽培します。高麗人参が選ばれたのは、深い形状を必要とするためです。この地域は以前はゴルフ場の芝を栽培するために使用されていましたが、日本でゴルフの人気が低下したため、農地は放棄され始めました。[112]宇久島に建設される480MWの太陽光発電所の提案は、一部が農業用になる予定で、2013年に入札されました。建設は2019年に開始される予定でした。[113]
農作物の上に太陽光パネルを設置する許可を得るには、日本の法律では、農家は少なくとも農業生産量の80％を維持する必要がある。自治体が、パネルが農地を覆いすぎていると判断した場合、農家はパネルを撤去しなければならない。同時に、日本政府は、FITと呼ばれる高額の補助金を地域のエネルギー生産に支給しており、土地所有者は、かなり脆弱で軽量なシステムを使用して、農業よりもエネルギー生産からより多くの収入を得ることができる。[17]
マレーシア
マレーシアでは、マレーシア最大の再生可能エネルギープロジェクト開発会社であるCypark Resources Berhad (Cypark) が、2014年にクアラ・ペルリスにマレーシア初の農業統合型太陽光発電 (AIPV) 太陽光発電所を建設した。AIPVは、5エーカーの土地で1MWの太陽光発電設備と農業活動を組み合わせたものである。AIPVは、メロン、唐辛子、キュウリなどを生産し、地元の市場で販売されている。[要出典]
サイパークはその後、農業活動と統合された他の4つの太陽光発電所を開発しました。クアラ・ペルリスでは羊とヤギの飼育で6MW、ペンカラン・フルでは地元の野菜で425KW、ジェレブでは4MW、タナ・メラでは羊とヤギで11MWです。[要出典]
農学を専門とするマレーシア・プトラ大学は、 2015年に薬草オルソシフォン・スタミネウス（英語ではジャワティーとも呼ばれる）のプランテーションで実験を開始した。これは約0.4ヘクタールの実験用地に設置された固定構造物である。[114]
ポルトガル
ポルトガルは、財政、生産、環境の面で太陽光発電に適した気候特性を持つ国です。[3]では、農業と太陽光発電システムを組み合わせると、エネルギー生産と財政の観点から非常に有益であるとの結論が出ています。初期投資コストはかなりかかりますが、従来の技術を使用した場合、投資回収期間は5年を超えません。土地相当比率（LER）が1を超えることで検証されたように、Agri-PVはPVのみ、または農業生産のみよりも価値があると結論付けられています。統合が有益な場合、LERの値は1より高くなり、生産の面で収穫量が増加することがわかります。
韓国
アグリボルタイクは、韓国のエネルギーミックスで再生可能エネルギーの割合を増やすために研究されている解決策の1つです。[要出典]韓国政府はエネルギー政策として計画3020を採用し、2030年までにエネルギー供給の20％を再生可能資源に基づいて行うことを目標としています。[115] 2017年の5％に対して。[要出典] 2019年に韓国アグリボルタイク協会が設立され、韓国のアグリボルタイク産業の促進と発展を図っています。[116] SolarFarm.Ltdは2016年に韓国で最初のアグリボルタイク発電所を建設し、米を生産しています。[117]
韓国は、他のほとんどの国に比べて農地が非常に少ない。[要出典]分離規制と呼ばれる国家のゾーニング法は、道路や住宅地の近くに太陽光発電所を建設することを違法としたが、太陽光発電所は、アクセスが困難で嵐の際に破壊される、生産性の低い山の斜面に設置しなければならないことを意味していた。2017年に分離規制が改訂され、郡が独自の規制を策定できるようになりました。それ以来、多くの農業用発電所が設置されています。田舎全体に太陽光発電所が拡大したことで、パネルが目障りであると考えられ、パネルに使用されている有毒物質による汚染や「電磁波」の危険を恐れる地元住民が激怒し、多くの抗議を引き起こしました。不満を抱く地元住民による業界への抵抗は、全国で数え切れないほどの法廷闘争につながっています。韓国農業協会の事務局長であるキム・チャンハン氏は、業界の問題は「フェイクニュース」によって引き起こされていると主張しています。[115]
ドイツのフラウンホーファー研究所は2021年に、韓国政府が農民の退職後の生活を支えるため、農場に10万基の農業用発電システムを建設する計画を立てていると主張した。[59]
アメリカ合衆国
SolAgraは、カリフォルニア大学デービス校農学部と共同でこのコンセプトに興味を持っている。0.4ヘクタールの土地に最初の発電所を建設中。2.8ヘクタールの土地は対照区として利用されている。アルファルファ、モロコシ、レタス、ホウレンソウ、ビート、ニンジン、フダンソウ、ラディッシュ、ジャガイモ、ルッコラ、ミント、カブ、ケール、パセリ、コリアンダー、豆、エンドウ豆、エシャロット、マスタードなど、数種類の作物が研究されている。 [118]隔離された場所でのプロジェクトも研究されている。[119]大学がこのコンセプトを研究している。アリゾナ大学のバイオスフィア2プロジェクト、[120]ストックブリッジ農学部プロジェクト（マサチューセッツ大学アマースト校） [121]。コロラド州のジャックス・ソーラー・ガーデンは、3,200枚のソーラーパネルの下で野菜を栽培している。[122]
シェルの子会社であるサビオンは、オハイオ州マディソン郡で6,050エーカー、10億ドル、800メガワットのオークラン太陽光発電プロジェクトの承認を2024年に取得した。[6]
ベトナム
フラウンホーファーISEは、メコンデルタのバクリュウ省にあるエビ養殖場にアグリボルタイクシステムを導入した。この研究所によると、パイロットプロジェクトの結果、水の消費量が75％削減されたことが示されている。このシステムは、作業員のための日陰や、エビの成長を促進するためのより低く安定した水温など、他の利点も提供する可能性がある。[123]
参照
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外部リンク
- アメリカソーラー放牧協会
- 会議