아그리볼타틱스

Agrivoltaics
Solar module on a mounting system, mounted high over a wheat field
PV 모듈하에서 다양한 작물을 재배하는 독일 헤겔바흐 농장의 파일럿 플랜트

농업용 태양광, 농업용 태양광, 농업용 태양광 또는 이중 사용 태양광태양광 패널농업 모두에 토지 면적을 동시에 사용하는 것입니다.[1] 이 기술은 아돌프 괴츠버거와 아르민 자스트로가 1981년 처음 구상한 것으로,[2] 아그리볼타틱스는 농작물 위에 올려놓은 기존의 태양 전지판부터 반투명 PV 패널로 만든 온실에 이르기까지 농작물과 태양 전지판을 결합하는 다양한 방법을 의미할 수 있습니다.

태양광 패널과 작물은 햇빛을 공유해야 하기 때문에 [3]농업 시설의 설계는 작물 수확량, 작물 품질 및 에너지 생산 최적화와 같은 목표를 상쇄해야 할 수 있습니다. 어떤 경우에는 태양 전지판의 그늘이 고온과 자외선 손상으로 인한 식물의 스트레스를 일부 완화하여 작물 수확량이 증가합니다.[4]

정의.

하와이 라나이의 태양 전지판 아래에 있는 양들

농업 관행과 관련 법은 국가마다 다릅니다. 이 개념이 처음 개척된 유럽과 아시아에서는 농업용(agrivoltaics)이라는 용어가 전용 이중 사용 기술에 적용되고 있습니다. 일반적으로 농업 기계가 땅에 접근할 수 있도록 하기 위해 태양 전지를 지상 5m 높이로 올리는 마운트 또는 케이블 시스템입니다. 또는 온실 지붕에 태양 전지판을 설치하는 시스템.[citation needed]

2019년까지 일부 저자는 기존의 전통적인 태양열 배열 중 농업 활동을 포함하기 위해 농업이라는 용어를 보다 광범위하게 사용하기 시작했습니다. 예를 들어, 은 아무런 수정 없이 기존의 태양 전지판 중에서 방목할 수 있습니다. 마찬가지로, 어떤 사람들은 축사나 축사 지붕에 태양 전지판을 설치하는 것을 포함할 정도로 광범위하게 농업화를 구상합니다.[3]

시스템 설계

활발하게 연구되고 있는 농업에는 세 가지 기본 유형이 있습니다.

  • 농작물을 위한 공간이 있는 태양열 어레이.
  • 농작물 위의 정지된 태양열 배열
  • 온실 태양열 어레이.[1]

세 시스템 모두 패널과 작물 모두에서 흡수되는 태양 에너지를 극대화하는 데 사용되는 여러 변수가 있습니다. 농업용 시스템에서 고려되는 주요 변수는 태양 전지판의 기울기 각도입니다. 아그리볼타 시스템의 위치를 선택하는 데 고려되는 다른 변수는 선택된 작물, 패널 높이, 태양 복사량 및 해당 지역의 기후입니다.[1]

Goetzberger와 Zastrow는 1982년 초기 논문에서 미래의 농업 설비를 최적화하는 방법에 대한 많은 아이디어를 발표했습니다.[2]

  • 한 축에서 회전하는 패널을 위한 고정 패널 또는 동서 패널을 위한 태양 전지판의 남쪽 방향,
  • 지면 작물에 충분한 빛을 전달하기 위해 태양 전지판 사이의 간격,
  • 지상의 방사선량을 균질화하기 위한 태양 전지판 지지 구조물의 상승.

실험 시설에는 통제 농업 지역이 있는 경우가 많습니다. 통제 구역은 농작물의 발달에 미치는 영향을 연구하기 위해 농업용 장치와 동일한 조건에서 활용됩니다.[citation needed]

농작물 위에 고정된 태양 전지판

오스트리아 Dornbirn의 태양 전지판 아래 토마토들

가장 일반적인 시스템은 농업용 온실,[5] 노지 작물 위 또는 노지 작물 사이에 고정 태양 전지판을 설치합니다. 태양광 패널의 밀도나 패널의 기울기를 수정하여 설치를 최적화할 수 있습니다.[6]

수직계

양면 태양광 모듈 시스템을 갖춘 수직 장착 농업용 시스템이 개발되었습니다. 대부분의 농업 울타리는 수직 농업용으로 사용할 수 있습니다.[7] 전체적으로 기둥 사이의 최소 하나의 PV 모듈은 미국의 기존 펜싱에서 랙을 설치하는 경우 0.035달러/kWh로 대부분의 펜스에서 허용됩니다. 수직 PV의 수율은 남향 기준 76%에 불과하지만 랙 설치 비용 절감을 통해 울타리를 개조하는 농업용 볼트는 종종 낮은 수준의 비용 전기를 생산할 수 있습니다.[7] 펜스 PV의 경우 마이크로인버터는 교차 펜스 길이가 30m 미만이거나 시스템이 작은 경우 성능이 더 우수한 반면, 스트링 인버터는 긴 펜스의 경우 더 나은 선택이었습니다.[8] 시뮬레이션 결과는 양면형 태양광 모듈 구조 사이의 행 거리가 광합성 활성 방사선 분포에 상당한 영향을 미친다는 것을 보여줍니다.[6] 넥스트2썬은 유럽에서 수직 농업 시스템을 상용화했습니다.[9] 오픈 소스 수직 목재 기반 PV 랙은 (i) 지역적으로 접근 가능한 (국내) 재생 가능하고 지속 가능한 재료로 건설되고, (ii) 현장의 평균적인 농부가 수공구로 만들 수 있으며, (iii) PV 보증에 부합하는 25년의 수명을 가지고 있으며, (iv) 구조적으로 건전한 농장을[10] 위해 설계되었습니다. 캐나다의 건축 법규를 준수하여 높은 풍속과 폭설 부하를 견뎌냅니다. 그 결과 랙 시스템의 자본 비용은 CAD 0.21의 단일 단위 소매 비용으로 상용 제품 및 이전의 모든 목재 기반 랙 설계보다 저렴합니다.[10]

통합시스템

하이드로젤을 사용하는 독립형 태양 전지판 통합 시스템은 대기 중 물 생성기로 작동하여 수증기를 끌어들여(일반적으로 밤에) 농작물에 물을 공급하는 담수를 생산할 수 있습니다(또는 패널을 냉각할 수 있습니다).[11][12]

다이나믹 애그리볼타틱

가장 단순하고 초기의 시스템은 콘크리트 바닥이 없는 스탠드의 얇은 파이프에 장착된 다소 단순한 패널 세트를 사용하여 일본에서 만들어졌습니다. 이 시스템은 분리할 수 있고 가벼우며 농부가 토지를 경작하는 동안 패널을 이동하거나 계절 동안 수동으로 조정할 수 있습니다. 바람 저항을 줄이기 위해 태양 전지판 사이의 간격이 넓습니다.[13]

일부 새로운 농업용 시스템 설계는 추적 시스템을 사용하여 패널의 위치를 자동으로 최적화하여 농업 생산 또는 전기 생산을 개선합니다.[14]

2004년 귄터 차룬(Günter Chzaloun)은 로프 랙 시스템을 갖춘 태양광 추적 시스템을 제안했습니다. 패널은 필요에 따라 발전을 개선하거나 작물을 그늘지게 할 수 있습니다. 첫 번째 시제품은 2007년 오스트리아에서 만들어졌습니다.[15] 회사 렘텍은 이탈리아와 중국에 이중축 추적 시스템을 갖춘 여러 공장을 배치했습니다. 그들은 또한 농업용 온실에 사용되는 동등한 시스템을 개발했습니다.[citation needed]

프랑스에서는 Sun'R과 Agrivolta 회사가 단일 축 추적 시스템을 개발하고 있습니다. 그들에 따르면, 그들의 시스템은 식물 요구에 맞게 조정될 수 있습니다. Sun'R 시스템은 동서축 추적 시스템입니다. 회사에 따르면 복잡한 식물 성장 모델, 일기 예보, 계산 및 최적화 소프트웨어가 사용됩니다. Agrivolta의 장치에는 슬라이딩 시스템으로 제거할 수 있는 남향 태양 전지판이 장착되어 있습니다.[citation needed] 일본의 한 회사도 태양을 따라가는 추적 시스템을 개발했습니다.[16]

스위스에서는 Insolight사가 모듈을 고정 상태로 유지할 수 있는 통합 추적 시스템을 갖춘 반투명 태양광 모듈을 개발하고 있습니다. 모듈은 렌즈를 사용하여 태양 전지에 빛을 집중시키고 동적 광 전송 시스템을 사용하여 전송되는 빛의 양을 조정하고 농업 요구에 적응합니다.[17]

Artigianfer 회사는 이동식 셔터에 태양 전지판을 설치하는 태양광 온실을 개발했습니다. 패널은 태양의 경로를 따라 동서축을 따라 이동할 수 있습니다.[18]

2015년 중국 허페이에 있는 과학기술대학의 원자 류는 광합성에 필요한 파란색과 빨간색 파장을 선택적으로 투과시키는 이색성 고분자 필름으로 덮인 곡면 유리 패널이라는 새로운 농업 개념을 제안했습니다. 이중 추적 시스템을 사용하여 다른 모든 파장은 반사되어 발전용 태양 전지에 집중됩니다. 농작물이 광합성에 필요한 파란색과 빨간색 파장을 계속 받기 때문에 작물 밭 위의 일반 태양 전지판에서 발생하는 그림자 효과가 없어집니다. 2017년 R&D100 상을 비롯하여 이 새로운 유형의 농업용 휘발유에 대해 여러 상이 수여되었습니다.[19]

이러한 시스템의 어려움은 시스템의 목표에 따라 두 생산 유형 간의 균형을 잘 유지할 수 있는 작동 방식을 찾는 것입니다. 식물의 필요에 따라 음영을 조정하기 위해 패널을 미세하게 제어하려면 식물의 발달을 이해하는 고급 농업 기술이 필요합니다. 실험 장치는 일반적으로 연구 센터와 협업하여 개발됩니다.[citation needed]

선택적 태양열 모듈이 있는 온실

내부 공장에서 필요한 빛의 색을 통과하지만 다른 파장을 사용하여 전기를 생산하는 잠재적인 새로운 태양광 기술은 언젠가 온실에서 미래에 사용될 수 있습니다. 그런 온실의 프로토타입이 있습니다.[20][21] 농업에 사용되는 "반투명" PV 패널은 태양 전지 사이의 간격을 늘리고 아래에는 식량 생산을 강화하는 투명한 백시트를 사용합니다. 이 옵션에서 고정된 PV 패널은 태양의 동서 이동이 아래의 식물에 "햇빛을" 분사할 수 있도록 하여 투명한 온실에서와 마찬가지로 낮 동안의 태양으로 인한 "과다 노출"을 줄여 위에서 전기를 생산합니다.[22]

태양 방목

아마도 농업과 PV의 가장 쉬운 사용은 양이나 소가[23] 태양 전지판 아래에서 방목하는 것입니다. 양은 식물을 제어하고 그렇지 않으면 PV에 그늘을 드리울 것입니다.[24] 양들은 심지어 구조물의 다리 주위에 닿을 수 있기 때문에 잔디 깎는 기계보다 더 철저한 일을 합니다.[24] 그 대가로 양이나 염소는 마초와 그늘진 휴식처를 받습니다. 양은 잔디를 깎는 것보다 더 저렴할 수 있습니다.[25] 일반적으로 PV 시스템 운영자는 양을 운송하기 위해 양치기에게 돈을 지불합니다. 실험적인 양 농업기술자들은 태양 목초지에서 이용할 수 있는 더 낮은 목초지 질량이 더 높은 마초 품질로 상쇄되어 개방 목초지와 유사한 봄 양고기 생산을 초래한다는 것을 발견했습니다.[26] 아그리볼타틱은 또한 소의 그늘을 만드는 데 사용될 수 있습니다.[27] 태양열 방목은 미국에서 매우 인기가 있으며 이를 지원하기 위한 단체가 결성되었습니다.[28]

영향들

농업용 태양 전지판은 작물에서 빛과 공간을 제거하지만 다른 방식으로 작물과 토지에 영향을 미치기도 합니다. 두 가지 가능한 영향은 물과 열입니다.

북위 기후에서 농업화는 순수한 이점 없이 긍정적인 방식과 부정적인 방식으로 작물에 대한 미기후를 변화시킬 것으로 예상되며, 습도와 질병을 증가시키고 살충제에 대한 더 높은 지출을 요구함으로써 품질을 감소시키지만 온도 변동을 완화하여 수확량을 증가시킵니다. 강수량이 적거나 불안정하고, 기온 변동이 심하고, 인공 관개 기회가 적은 국가에서는 이러한 시스템이 미세 기후의 질에 유익하게 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.[29]

물.

캘리포니아 사막에서 관개로 물을 준 그늘 저항성 작물 오이상추에 대해 태양 전지판 아래에서 증발 수준을 테스트한 실험에서 증발량이 14-29% 절약된 [1]것으로 나타났으며 애리조나 사막에서 유사한 연구를 통해 특정 작물에 대해 50%의 물 절약이 입증되었습니다.[30]

재배 기간 동안 태양 전지판 아래의 토지, 공기 및 작물의 열에 대한 연구가 수행되었습니다. 패널 아래의 공기는 일정하게 유지되는 반면 땅과 식물은 더 낮은 온도를 기록한 것으로 나타났습니다.[1]

이점

농업과 에너지 생산을 위해 토지를 이중으로 사용하면 토지 자원에 대한 경쟁을 완화하고 농지나 자연 지역을 태양광 농장으로 개발하거나 자연 지역을 더 많은 농지로 전환해야 하는 압력을 줄일 수 있습니다.[2] Dupraz et al. 은 'agrivoltaics'라는 단어를 처음 만든 2011년에 수행한 초기 시뮬레이션에서 토지 이용 효율이 60-70%(주로 태양 복사율의 사용 측면에서) 증가할 수 있다고 계산했습니다.[1][31] 농업주의자들의 중심적인 사회 정치적 기회들은 농부들을 위한 소득 다양화, PV 개발자들을 위한 지역 사회 관계와 수용의 향상, 그리고 세계 인구를 위한 에너지 수요와 배출 감소를 포함합니다.[32]

농업기술의 큰 장점은 이슈가 되고 있는 PV 시스템에 대한 님비주의를 극복할 수 있다는 점입니다.[33] 미국의 한 설문조사 연구는 농업 시스템에서 에너지와 농업 생산이 결합될 때 태양광 개발에 대한 공공의 지지가 증가하는지 평가했으며 응답자의 81.8%가 농업 생산을 통합할 경우 지역 사회에서 태양광 개발을 지지할 가능성이 더 높은 것으로 나타났습니다.[34] Dinesh et al. 의 모델은 그늘에 강한 작물 생산과 결합된 태양광 발전 전력의 가치가 기존 농업 대신 농업 시스템을 배치하는 농장에서 경제적 가치를 30% 이상 증가시켰다고 주장합니다.[35] 농화는 그들이 만들어내는 미기후와 열과 물의 흐름 조절의 부작용으로 인해 여름 작물에 도움이 될 수 있습니다.[36] 농업은 전통적인 농업이나 PV 시스템보다 환경적으로 우수합니다. 생애 주기 분석 연구에 따르면 목초지 기반 농업 시스템은 비통합 생산에 비해 결과적으로 69.3%의 온실 가스 배출을 덜 생성하고 82.9%의 화석 에너지를 요구하는 이중 시너지를 특징으로 합니다.[37]

많은 작물에서 작물 수확량이 증가한 것으로 나타났습니다.

단점들

일반적으로 태양광 발전의 중요한 요인으로 자주 언급되는 단점은 식량을 생산하는 농지를 태양 전지판으로 대체하는 것입니다.[49][29] 경작지는 태양 전지판이 가장 효율적인 토지와 동일한 유형입니다.[49] 태양광 발전소에서 일부 농업이 발생할 수 있음에도 불구하고, 농업은 생산량 감소를 동반할 수 있습니다.[29][50] 캘리포니아의 상추와 같은 일부 상황에서 일부 작물은 수확량 측면에서 음영의 영향을 받지 않는 것으로 보이지만 [1][49]일부 토지는 구조물과 시스템 장비를 설치하기 위해 희생될 것입니다.[29]

농약은 그늘이 필요하고 햇빛이 제한 요소가 아닌 식물에만 잘 작용할 것입니다. 그늘 작물은 농업 생산성의 극히 일부에 불과합니다.[1][need quotation to verify]예를 들어, 작물은 저조도 환경에서 잘 작동하지 않으며 농업 기술자와 호환되지 않습니다.[1]

농업용 온실은 비효율적입니다. 한 연구에서는 지붕의 절반이 패널로 덮인 온실을 시뮬레이션했으며 결과적으로 작물 생산량은 64% 감소하고 패널 생산성은 84%[51][obsolete source] 감소했습니다.

한 연구는 (i) 장기적인 토지 생산성의 확실성을 원하는 것, (ii) 시장 잠재력, (iii) 정당한 보상, (iv) 다양한 규모, 운영 유형 및 변화하는 농업 관행을 수용하기 위해 미리 설계된 시스템 유연성의 필요성을 포함하는 농업인들 사이에서 농업주의 채택의 장벽을 확인했습니다.[52]

농업용 전압은 태양광 어레이뿐만 아니라 다양한 농업 기계 및 전기 인프라에 대한 대규모 투자가 필요합니다. 농기계가 기반 시설을 손상시킬 가능성은 또한 기존의 태양열 어레이와 달리 보험료를 높일 수 있습니다. 독일의 경우 높은 비용으로 인해 관행적인 농업 대출에 기반한 농부들을 위한 그러한 시스템의 자금 조달이 어려울 수 있지만, 미래의 정부 규제에서 시장 변화와 보조금이 그러한 계획의 투자자들을 위한 새로운 시장을 창출할 수 있습니다. 잠재적으로 미래의 농부들에게 완전히 다른 자금 조달 기회를 제공합니다.[29]

태양광 시스템은 기술적으로 복잡하며, 이는 농부들이 고장 나거나 손상될 수 있는 것들을 고칠 수 없고 충분한 전문가 풀을 필요로 한다는 것을 의미합니다. 독일의 경우, 농업 제도로 인한 노동 비용의 평균 증가율은 3%[29] 정도로 예상됩니다. 양들이 태양 전지판 사이에서 풀을 뜯도록 하는 것은 기존의 태양 전지판에서 추가적인 농업 사용을 추출하는 매력적인 옵션일 수 있지만, 이용 가능한 양치기가 충분하지 않을 수 있습니다.[25]

경제학

농작물 위에 위치한 시스템에서 생성된 그늘은 일부 농작물의 생산을 줄일 수 있지만, 그러한 손실은 생산된 에너지로 상쇄될 수 있습니다.[citation needed] 많은 실험 계획이 전 세계의 다양한 조직에 의해 설치되었지만 중국과 일본 이외의 지역에서는 그러한 시스템이 상업적으로 실행 가능한 것으로 알려져 있지 않습니다.[citation needed]

농업의 경제성에서 가장 중요한 요소는 태양광 패널 설치 비용입니다.[citation needed] 독일에서는 이러한 프로젝트의 전력 생산에 300%(공급 관세) 이상을 지원하면 투자자에게 농업 시스템이 비용 효율적으로 될 수 있으므로 향후 전력 생산 조합의 일부가 될 수 있다고 계산됩니다.[citation needed]

태양광 산업은 농경지에 건설할 때 유럽의 CAP 보조금을 사용할 수 없습니다.[53]

역사

1981년 프라운호퍼 연구소의 설립자인 아돌프 괴츠버거는 Armin Zastrow와 함께 1982년 태양 에너지 생산과 식물 재배를 위한 경작지의 이중 사용에 대한 이론을 세웠으며, 이는 태양 에너지 생산과 작물 간의 경작지 사용 경쟁 문제를 해결할 것입니다.[2][54] 빛의 포화점은 식물 종이 흡수할 수 있는 광자의 최대 양입니다. 광자가 많아지면 광합성 속도가 증가하지 않습니다(광호흡 참조). 이를 인지한 나가시마 아키라 씨도 태양광(PV) 시스템과 농업을 결합해 과잉 빛을 이용할 것을 제안했고, 2004년 일본에서 최초로 시제품을 개발했습니다.[13]

"농약"이라는 용어는 2011년 출판물에서 처음으로 사용되었을 수 있습니다.[31] 이 개념은 독일 보고서에서 "농축광전"이라고 불렸고,[55][56] 일본어에서는 "태양광 공유"로 번역되는 용어가 사용되었습니다.[13] 태양광 온실과 같은 시설은 농업 시스템으로 간주될 수 있습니다.

2000년대 초 유럽에서는 실험적인 태양광 온실이 지어졌고, 온실 지붕의 일부가 태양 전지판으로 대체되었습니다. 오스트리아에서는 2007년에 소규모 실험용 노지 농업용 벌판 시스템이 구축되었고,[15] 이탈리아에서는 두 번의 실험이 이어졌습니다.[57] 그 후 프랑스와 독일에서 실험이 이어졌습니다.[58]

전세계의 농경사회

오스트리아

2004년 귄터 차룬(Günter Chzaloun)은 로프 랙 시스템을 갖춘 태양광 추적 시스템을 제안했습니다. 최초의 시제품은 2007년 South Tyrol에서 0.1ha 면적으로 제작되었습니다. 케이블 구조물은 표면에서 5미터 이상 떨어져 있습니다. 새로운 시스템이 뮌헨에서 열린 인터솔라 2017 컨퍼런스에서 발표되었습니다. 이 기술은 강철이 덜 필요하기 때문에 다른 오픈 필드 시스템보다 비용이 덜 들 수 있습니다.[15]

벨기에

태양 전지판 중 배나무를 재배할 수 있는지 시험하는 시범 프로젝트가 2020년 벨기에에서 시작되었습니다.[59] 2021년에 두 번째 시범 프로젝트가 설치되었는데, 이 프로젝트는 정적 이중면과 단일 축 추적 시스템을 비교하여 작물 회전으로 경작 가능한 배양을 시도합니다.[60]

캐나다

캐나다에서 농업이 시작되었습니다.[24] 캐나다 전기 에너지 수요의 4분의 1(수직 양면 PV)에서 3분의 1 이상(단축 추적 PV)은 현재 농경지의 1%만 사용하는 농경지에서만 제공할 수 있습니다.[61] 알버타와[62] 온타리오의[63] 규제 장벽을 극복하여 캐나다 내 농업용 자원의 신속한 배치를 지원하기 위한 몇 가지 정책이 필요합니다. 비영리 단체인 Agrivoltaics Canada는 캐나다의 농부들이 계속 농사를 짓도록 하기 위해 결성되었습니다.[64] 아이베이 비즈니스 스쿨은 2022년 캐나다에서 첫 번째 농업 회의를 운영했습니다.[65] 캐나다 PV 회사인 Heliene은 온실 일체형 PV를 상용화했습니다.[66]

칠리

칠레에는 2017년에 3개의 13kWp 농업용 태양광 시스템이 구축되었습니다. 산티아고 메트로폴리탄 지역의 지원을 받은 이 프로젝트의 목표는 농업용 화산 시스템의 그늘로부터 이익을 얻을 수 있는 식물을 연구하는 것이었습니다. 생산된 전기는 농업 시설인 농산물 생산의 세척, 포장 및 냉장 보관, 계란용 인큐베이터에 사용되었습니다. 시스템 중 하나는 정전이 많은 지역에 설치되었습니다.[67]

중국

중국 기업들은 농업과 태양 에너지 생산을 결합한 몇 GW의 태양광 발전소를 개발했는데, 이는 태양광 온실이나 노지 설비입니다.

30년 동안 엘리온 그룹은 쿠부키 지역의 사막화를 퇴치하기 위해 노력해왔습니다.[68] 사용된 기술 중 농작물을 보호하고 전기를 생산하기 위한 농업용 시스템이 설치되었습니다.[citation needed] 완유바오는 2007년 사막의 농작물을 보호하기 위한 그늘 시스템 장비에 대한 특허를 받았습니다. 음영에는 태양광 패널이 장착되어 있습니다.[69]

크로아티아

2017년에는 Virovitica-Podravina 근처에 500 kWp 규모의 노지 발전소가 설치된 구조물이 설치되었습니다. 농업 연구는 오시예크 대학슬라티나 농업 공학 학교의 지원을 받고 있습니다. 전기 생산은 관개 시스템과 농업 기계에 사용됩니다. 처음에 그늘이 필요한 작물은 장치 아래에서 테스트됩니다.[citation needed]

덴마크

Arhus University의 농학과는 2014년에 과수원에 대한 농경 시스템 연구 프로젝트를 시작했습니다.[70] 2023년에 대학은 유럽이 연간 71,500TWh(현재 전력 수요의 25배)의 전력을 생산하는 51TW의 농업용 용량을 보유할 수 있을 것으로 추정했습니다.[71]

프랑스.

2000년대 초부터 프랑스에서는 태양광 온실을 실험적으로 만들었습니다. 아쿠오 에너지는 2007년부터 농기구 개념을 개발해 왔습니다. 그들의 첫 번째 발전소는 작물과 태양 전지판의 교대로 구성되었습니다. 새로운 발전소는 온실입니다.[citation needed] 2017년에 테너기 회사는 태양 전지판이 만드는 광 밴드와 음영 밴드의 대비를 줄이기 위해 빛을 확산하는 구조의 태양광 온실 배치를 시작했습니다.[72]

2009년부터 INRA, IRSTEA, Sun'R은 Sun'Agri 프로그램을 진행하고 있습니다.[73] 고정 패널로 현장에 설치된 최초의 시제품은 2009년 몽펠리에 0.1 ha의 표면에 세워졌습니다.[74] 1축 모바일 패널을 적용한 다른 시제품은 2014년과[74] 2017년에 제작되었습니다. 이러한 연구의 목적은 식물이 받는 미세 기후를 관리하고 패널의 위치를 최적화하여 전기를 생산하는 것이며 농작물과 태양 전지판 사이에 방사선이 어떻게 분포하는지 연구하는 것입니다. 2018년 봄, 피레네-오리엔탈레스(Pyrénées-Orientales)의 트레세레(Tresserre)에 선알(Sun'R)의 노지에 최초의 농업용 식물이 건설되었습니다. 이 공장은 4.5ha의 포도밭에 설치된 2.2MWp 용량입니다. 그것은 대규모로 그리고 실제 조건에서 포도밭에 대한 Sun'Agri 시스템의 성능을 평가할 것입니다.[75]

2016년, Agrivolta 회사는 Agrivolta ïcs를 전문으로 합니다. Ax-en-Provence에서 2017년에 최초로 시제품이 제작된 후, Agrivolta는 시스템을 Hyères에 있는 국립 원예 연구소(Astredhor) 부지에 배치했습니다.[77] Agrivolta는 2018년 라스베가스에서 열린 CES에서 Agrivolta가 기술을 선보인 혁신상을[78] 여러 개 수상했습니다.[79]

독일.

2011년 프라운호퍼 연구소(Fraunhofer Institute ISE)는 농경학 연구를 시작했습니다. 2015년에 시작되어 2020년에 종료될 예정이었던 APV-Resola 프로젝트에 대한 연구가 계속되고 있습니다. Hilber Solar(오늘날의 AgroSolar Europe)[80]에서 2016년에 Herdwangen의 Hofgemeinschaft Heggelbach 협동 농장에 속하는 0.5 ha의 부지에 194.4 kWp의 첫 번째 프로토타입이 건설될 예정이었습니다.[81] 2015년 현재 독일에서 태양광 발전은 정부의 FIT 보조금 없이는 여전히 경제성이 없습니다.[29] 2021년 현재 독일에서는 농업용 시스템에 FIT를 사용할 수 없습니다.[53]

인디아

고립된 장소들에 대한 프로젝트들은 인도 북부 노이다에 있는 암 대학에 의해 연구되고 있습니다.[82] 2017년에 발표된 한 연구는 인도의 포도밭에 대한 농업의 잠재력을 조사했습니다. 이 기사에서 연구된 농업용 시스템은 식물의 음영을 제한하기 위해 작물 사이에 삽입된 태양 전지판으로 구성됩니다. 이 연구는 이 제도가 한 특정 지역의 인도 농부들의 수익(수익이 아닌)을 1500% 증가시킬 수 있다고 주장했습니다(투자 비용은 무시).[1][83]

2021년 12월 코친 국제 공항 유한공사는 공항의 농업이 20에이커까지 확장되어 국내에서[84] 가장 큰 규모가 되었습니다.

이스라엘

מרכז ידע גליל עליון(MIGAL Galilee Research Institute)는 이스라엘의 농업 분야의 선두 주자입니다. 연구소는 농업 기술에 대한 지식 센터를 설립하고 이스라엘에서 두 차례의 연례 APV 컨퍼런스를 개최했습니다.[86][87] 이 회의는 이스라엘과 전 세계의 많은 저명한 단체들과 협력하여 열리고 있습니다.

에너지부는 현재 진행 중인 활동 외에도, COP27 회의의 목표를 달성하기 위해 이스라엘에 있는 수십 명의 농용기 조종사들에게[88] 자금을 지원했고, MIGAL은 이들 조종사들 중 많은 사람들을 맡았습니다. 특히 이스라엘은 아그리볼틱스 분야를 전국적인 규모와 정부의 지원으로 연구하고 홍보하는 유일한 국가이기 때문입니다.[89][90]

이탈리아

2009년과 2011년에는 고정 패널이 있는 농업용 시스템이 포도밭 위에 설치되었습니다. 실험 결과 수확량이 다소 감소하고 수확이 늦어진 것으로 나타났습니다.[57][91]

2009년 이탈리아 회사인 렘텍은 이중 축 태양 추적 시스템을 개발했습니다. 2011년과 2012년에 렘텍은 수 MW의 노지 농업용 발전소를 건설했습니다.[92][93][94] 태양광 패널은 농업 기계를 작동시키기 위해 지상 5m 높이에 설치되어 있습니다. 태양광 패널 덮개로 인한 그림자는 농작물에 미치는 영향을 최소화하기 위해 15% 미만을 주장했습니다. 이 회사는 "지지 구조에 자동화된 통합 쉐이딩 넷 시스템"을 제공하는 최초의 회사라고 홍보합니다.[95] 렘텍은 온실 구조에 통합된 이중 축 태양 추적 시스템도 설계했습니다. 회사 웹사이트에 따르면 태양 전지판의 위치를 제어하면 온실 미세 기후를 최적화할 수 있습니다.[96]

보다 최근에, 이탈리아 국립 신기술, 에너지 및 지속 가능한 경제 개발청(ENEA)은 국가 회복 및 회복 계획의 "녹색 혁명 및 생태 전환" 임무의 일환으로 지속 가능한 농업용 시스템을[97] 위한 국가 네트워크를 시작했습니다. ENEA와 Universita Cattolica del Sacro Cuore의 연구에 따르면, 농업용 시스템의 경제적, 환경적 성능은 지상 태양광 발전소의 성능과 유사합니다. ENEA의 목표는 설치 전력을 30GW 증가시키는 것입니다. ENEA의 경우 국가 에너지 계획 목표의 50%에 도달하기 위해 이탈리아 농업 분야의 0.32%를 태양광 시스템으로 충당해야 합니다.[98]

일본

일본은 2004년 나가시마 아키라가 여러 작물을 대상으로 시험한 장착 가능한 구조를 개발했을 때 노지 농업을 개발한 최초의 국가였습니다. 탈착식 구조를 통해 농부들은 작물 회전과 필요에 따라 시설을 제거하거나 옮길 수 있습니다.[13] 이후 영구적인 구조와 동적 시스템을 갖추고 수 MW의 용량을 갖춘 다수의 대형 설비가 개발되었습니다.[16][99][100] 54 ha에 설치된 35 MW 발전소는 2018년에 가동을 시작했습니다. 가장 낮은 지점에서 지상 2m 높이의 패널로 구성되어 있으며 콘크리트 기초의 강철 말뚝에 장착되어 있습니다. 이 식물의 차광율은 50% 이상으로 나가시마 시스템에서 일반적으로 발견되는 30%의 차광율보다 높은 값입니다. 패널 아래에서 농부들은 플라스틱 터널에서 인삼, 아시타바, 고수를 재배할 것입니다. 인삼은 깊은 모양이 필요하기 때문에 선택되었습니다. 이 지역은 이전에 골프장 잔디를 재배하는 데 사용되었지만, 일본에서 골프의 인기가 떨어짐에 따라 농경지가 버려지기 시작했습니다.[101] 우쿠지마 섬에 건설될 480MW 규모의 태양광 발전소에 대한 제안서는 2013년에 제출되었습니다. 공사는 2019년에 시작될 예정이었습니다.[102]

농작물에 태양광 패널을 이용할 수 있는 허가를 받기 위해 일본 법은 농부들이 농업 생산의 80% 이상을 유지하도록 요구하고 있습니다. 지방 자치 단체가 너무 많은 경작지에 그늘을 드리우고 있는 것을 발견하면 농부들은 패널을 제거해야 합니다. 동시에 일본 정부는 지역 에너지 생산을 위해 FITs로 알려진 높은 보조금을 지급하고 있는데, 이는 토지 소유자들이 다소 단순하고 가벼운 시스템을 사용하여 농업보다 훨씬 더 많은 에너지 생산 수익을 창출할 수 있도록 해줍니다.[13]

말레이시아

말레이시아에서는 말레이시아 최대 신재생 에너지 프로젝트 개발업체인 Cypark Resources Berhad(사이파크)가 2014년 말레이시아 최초로 쿠알라 펄리스(Kuala Perlis)의 농업 통합 사진(AIPV) 태양열 농장을 위탁 운영했습니다. AIPV는 1MW 태양광 설비와 5에이커의 토지에서 농업 활동을 결합합니다. AIPV는 무엇보다도 지역 시장에서 판매되는 멜론, 칠리, 오이를 생산합니다.[citation needed]

사이파크는 이후 양과 염소 사육이 가능한 쿠알라 펄리스의 6MW, 지역 채소가 있는 펭칼란 훌루의 425KW, 양과 염소가 있는 타나 메라의 4MW, 농업 활동과 통합된 다른 4개의 태양광 농장을 개발했습니다.[citation needed]

농업을 전문으로 하는 University Putra Malaysia는 2015년 영어로 자바 티(Java tea)라고 불리는 약초인 Orthosipon stamineus의 농장에 대한 실험을 시작했습니다. 약 0.4 ha의 실험면에 설치된 고정 구조물입니다.[103]

대한민국.

Agrivoltaic은 한국의 에너지 믹스에서 재생 에너지의 비중을 높이기 위해 연구된 솔루션 중 하나입니다.[citation needed] 한국 정부는 에너지 정책을 위해 계획 3020을 채택했는데, 이 계획은 재생 가능 자원을 기반으로 한 에너지 공급의 20%[104]를 2017년 5%에서 2030년까지 확보하는 것을 목표로 하고 있습니다.[citation needed] 2019년 한국 농업 협회는 한국 농업 산업을 촉진하고 발전시키기 위해 설립되었습니다.[105] 솔라팜.주식회사는 2016년 국내 최초로 농업용 발전소를 건설하여 쌀을 생산해 왔습니다.[106]

한국은 대부분의 국가에 비해 농경지가 거의 없습니다.[citation needed] 분리 규정이라고 불리는 국가 구역법은 도로나 주택가 근처에 태양열 농장을 짓는 것을 불법으로 만들었지만, 태양열 농장은 접근이 어렵고 폭풍이 몰아치는 동안 파괴된 비생산적인 산비탈에 설치되어야 한다는 것을 의미했습니다. 2017년에는 분리 규정이 개정되어 카운티가 자체적으로 규정을 제정할 수 있게 되었습니다. 그 이후로 많은 농업용 식물이 설치되었습니다. 태양광 발전소가 전국적으로 확대됨에 따라 지역 주민들이 분노하고 많은 시위가 촉발되었는데, 이는 패널이 눈엣가시로 여겨지며, 사람들이 패널에 사용된 독성 물질에 의한 오염이나 "전자파"로 인한 위험을 두려워하기 때문입니다. 업계에 불만을 품은 현지인들의 저항은 전국적으로 수많은 법적 다툼으로 이어졌습니다. 김창한 한국농약협회 사무국장은 업계의 문제가 '가짜뉴스' 때문이라고 주장합니다.[104]

독일 프라운호퍼 연구소는 2021년 한국 정부가 농민들을 위한 퇴직 조항으로 농장에 10만 개의 농업 시스템을 건설할 계획이라고 주장했습니다.[53]

미국

SolAgra는 Davis 캘리포니아 대학 농학과와 공동으로 이 개념에 관심을 가지고 있습니다. 0.4ha의 첫 번째 발전소가 개발 중입니다. 2.8ha의 면적이 대조군으로 사용됩니다. 알팔파, 수수, 상추, 시금치, 비트, 당근, 차드, 무, 감자, 아루굴라, 민트, 순무, 케일, 파슬리, 고수, 콩, 완두콩, 샬롯, 겨자 등 여러 종류의 농작물이 연구되고 있습니다.[107] 고립된 현장에 대한 프로젝트도 연구됩니다.[108] 실험 시스템은 여러 대학에서 연구되고 있습니다: 애리조나 대학생물권 2 프로젝트,[109] 매사추세츠 대학스톡브리지 농업 학교 프로젝트(애머스트 대학).[110] 콜로라도(Colorado)에 있는 잭스 솔라 가든(Jack's Solar Garden)은 3,200개의 태양 전지판 아래에서 채소를 재배합니다.[111]

베트남

Fraunhofer ISE는 메콩 삼각주B ạc Liuu 지방에 위치한 새우 양식장에 그들의 농업 시스템을 배치했습니다. 이 연구소에 따르면, 그들의 시범 프로젝트의 결과는 물 소비가 75% 감소했음을 나타냅니다. 그들의 시스템은 더 나은 새우 성장을 위해 더 낮고 안정적인 수온뿐만 아니라 작업자를 위한 음영과 같은 다른 이점을 제공할 수 있습니다.[112]

참고 항목

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