Fotovoltaika na zemědělské půdě nemusí budit pohoršení. Zastínění panely mohou zemědělci využít k produkci

Agrovoltaické systémy představují ekologicky přínosný způsob zvýšení výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů. Jde o solární systémy umožňující na stejné ploše současně vyrábět solární energii a pěstovat zemědělské plodiny. Agrovoltaické elektrárny je ideální instalovat na trvalých kulturách, jako jsou chmelnice, vinice nebo ovocné sady. Velký potenciál mají i lesnické školky a zahradnické provozy.

V Česku je zatím agrovoltaika většinou ve fázi zkušebních projektů. Jak se dá skloubit výroba elektrické energie a pěstování plodin, zkoumají například vědci už třetím rokem v malém atriu uprostřed pavilonu Technické fakulty České zemědělské univerzity v Praze. Na 80 metrech čtverečních jsou pod soláry zasazené maliníky a zjišťuje se, jak zastínění ovlivní jejich růst, vyzrávání plodů, obsah cukru nebo půdní mikroklima.

Pětikilowattová elektrárna produkuje elektrickou energii, která se využívá pro tepelná čerpadla, robotické sekačky, senzorovou techniku nebo zavlažování. „Především jsou ale pro nás podstatné dopady na plodnost malin,“ říká Milan Kroulík z České zemědělské univerzity v Praze, který má projekt na starost.

Během tří let se ukazuje, že rozdíly v kvalitě mezi malinami pod soláry a nezastíněnými o kus dál nejsou statisticky významné. U zastíněných plodů je sice pozorován nižší podíl cukru a vyšší podíl kyselin, jsou ale také v mnohem lepší kondici. „Maliny pod panely působily vitálně a dobře snášely podmínky. Zastínění zároveň poskytovalo ochranu před krupobitím a dalšími extrémními projevy počasí. Ukázalo se, že díky dlouhému období květu představují stálý zdroj potravy pro opylovače. Bylo pod nimi velmi živo, co se týče včel a čmeláků. Zastínění navíc snižovalo stres z horka, nedocházelo k popálení listů ani jejich zasychání. I když byl pod panely počet plodů nižší, byly větší, lépe vybarvené a celkově atraktivnější, což do určité míry vyrovnávalo snížený výnos,“ uvádí Kroulík, který zkoumá také výhody solárů nad rybízem a v plánu má výzkum s dalšími plodinami.

Využití agrovoltaiky nad porosty drobného ovoce představuje v českých podmínkách zajímavou, ale technicky náročnější možnost. Produkce těchto plodin u nás zatím není rozsáhlá a vyžaduje značný podíl ruční práce, zejména při sklizni. Konstrukce solárních panelů navíc může omezovat pohyb sklizňových strojů či robotických ramen. „Perspektivní variantou je využití fotovoltaické konstrukce například u lískových oříšků, kde by panely mohly být umístěny v meziřadí. Takové řešení by umožnilo efektivně kombinovat výrobu energie s pěstováním plodin, aniž by byla omezena jejich údržba či sklizeň,“ vysvětluje Kroulík.

Při výzkumu se zaměřuje i na další faktory. Například zkoumá, jak rostliny ovlivňují samotnou výrobu elektrické energie. Díky vypařování vody z rostlin dochází k ochlazování vzduchu, což může zlepšit účinnost fotovoltaických panelů.

Příležitost pro malé a střední farmy

Podle Global Market Insights měl celosvětový trh s agrovoltaikou v roce 2024 hodnotu 6,3 miliardy dolarů. Ta pravděpodobně v letech 2025 až 2034 poroste průměrně o 5,6 procenta ročně, a to díky rozsáhlým instalacím a inovativním solárním konstrukcím integrovaným do zemědělství.

Podle údajů evropské asociace SolarPower Europe bylo loni na celém světě instalováno 597 GW nových solárních elektráren. Experti odhadují, že v roce 2030 by fotovoltaika mohla celosvětově dodávat výkon přes 7 TW, čímž by její podíl na obnovitelných zdrojích vzrostl na 65 procent. V Česku se celková kapacita fotovoltaických elektráren za loňský rok zvýšila na 4,4 GW.

„Od agrovoltaiky očekávám v nejbližších letech přírůstky výkonu v řádu desítek až stovek megawattů. Distributoři i ČEPS již oznámili obrovské investice do rozvoje sítě,“ říká Štěpán Chalupa, předseda Komory obnovitelných zdrojů energie.

Zároveň předpokládá, že půjde především o pokrytí velké vlastní spotřeby, ať už přímo v místě výroby, nebo sdílením či přes partnerského obchodníka do vlastních provozů. „Prodej vyrobené elektřiny nepovažujeme za prioritu a měl by probíhat v menší míře. Primární je místní spotřeba. Agrovoltaika je pozitivní příležitostí pro malé a střední farmy k posilování dlouhodobé soběstačnosti a ekonomické stability. A stejně tak pro větší zemědělce. I vzhledem k vybraným plodinám předpokládáme efektivní využití po menších instalacích, nikoliv velkoplošné osazování lánů,“ dodává.

Agrovoltaické systémy mohou také zvýšit ekonomickou hodnotu českých farem. „Budou mít nižší náklady na energie, efektivnější provoz. K tomu možná přilepšení za případný prodej přebytků. Je to podobné, jako když prodáváte dům. Pokud má vlastní obnovitelný zdroj elektřiny či tepla nebo nízké náklady na vytápění, je to výhoda, která se odráží v ceně,“ vysvětluje Chalupa.

Podle oslovených odborníků je potenciál agrovoltaiky vzhledem k energetickým potřebám Česka téměř neomezený. „Aktuálně monitorujeme okolo 150 MW v projektech agrovoltaiky v přípravě. Záležet bude převážně na tom, jak rychle se budou rozšiřovat povolené plodiny, aby mohl agrovoltaiku využít jakýkoliv zemědělec, a nejenom ovocnáři. Aktualizovaná vyhláška povolí klasickou ornou půdu s podmínkou pěstování zeleniny jednou za tři roky, což je další krok kupředu,“ říká Jiří Bím, vedoucí sekce povolovacích procesů a agrovoltaiky Solární asociace.

V západní Evropě je agrovoltaika vnímána jako součást solárního sektoru a vzhledem k pokračující klimatické změně o ni roste zájem ze strany zemědělců. „Agrovoltaické projekty budou mít životnost minimálně 35–40 let. Když se podíváme na postup a dopady klimatické změny za posledních například 15 let, zjistíme, že agrovoltaika je naopak příležitost a nástroj, jak zajistit energetickou a potravinovou bezpečnost,“ říká Bím. „Solární asociace stojí od začátku u přípravy legislativy a nyní je Česko jednou z pěti zemí v Evropě s jasnou legislativou pro agrovoltaiku,“ dodává.

Legislativa a dotace zvýší poptávku

Evropa by díky agrovoltaice mohla na pouhém procentu půdy nainstalovat 944 GW energie, což je více než celý cíl EU pro fotovoltaiku na rok 2030. „Kromě ochrany proti klimatickým extrémům mohou zemědělci generovat dodatečné příjmy z prodeje elektřiny, zatímco investoři mají možnost podpořit udržitelnost a inovace. Agrovoltaika tedy přináší výhody pro všechny,“ říká Pavel Matějovič, provozní ředitel firmy Schlieger, dodavatele fotovoltaických elektráren.

Schlieger v Česku zatím realizoval spíše pilotní projekty a studie proveditelnosti, kde se kombinovaly fotovoltaické systémy s pěstováním plodin a chovem dobytka. Pracoval například na studiích pro vinice na Moravě a chmelnické oblasti na Litoměřicku. Poptávka ze strany zemědělců i investorů ale podle Matějoviče každým měsícem roste, největší zájem je o menší instalace na ovocné sady, vinice nebo pastviny.

Fotovoltaická elektrárna nad jabloněmi v ovocném statku Bernhard v Kressbronnu u Bodamského jezera je součástí projektu zkoumajícího vliv agrovoltaiky na pěstování jádrového a bobulového ovoce.

Foto: Fraunhofer ISE

V současné době jsou v Česku fotovoltaická zařízení povolena v ovocných sadech, vinicích, chmelnicích, školkách, plochách s kontejnery nebo s lanýži. „Pokud se potvrdí připravovaná legislativa a dotační programy, můžeme v Česku očekávat růst poptávky o desítky procent,“ dodává Matějovič.

Technické nároky na agrovoltaiku se od klasické fotovoltaiky liší. Každý projekt je unikátní a vyžaduje specifický přístup, zejména při výběru konstrukce, výšky panelů a jejich rozmístění, aby neomezovaly zemědělskou činnost. Klíčová je podle Matějoviče správná projektová příprava, tedy pečlivé sladění energetických potřeb s požadavky zemědělských plodin nebo zvířat. Například při instalaci na vinici je nutné zajistit dostatečné prosvětlení pro hrozny a zároveň chránit plodiny před extrémními slunečními podmínkami.

„Agrovoltaika je zajímavá svou flexibilitou a schopností přinášet inovativní řešení. Například koncept, kdy se pod solárními panely pasou ovce, je velmi populární v zahraničí. Pomáhá udržovat vegetaci bez nutnosti sekání a snižuje provozní náklady až o 30 procent. K tomu se přidává i příležitost pro zemědělce generovat další příjmy,“ popisuje Matějovič.

Poloviční výkon

Výstavbou fotovoltaických elektráren se zabývá také společnost Greenbuddies. Realizovala například agrovoltaické elektrárny na borůvkovém poli v Rakousku nebo nad vinnou révou v rakouském Gaiselbergu. Aktuálně staví agrovoltaickou elektrárnu v obci Oberdorf am Lech v Německu za 32 milionů korun. Solární panely budou zastřešovat půdu o rozloze 28 hektarů, na níž se bude pěstovat pšenice. Roční produkce energie je odhadována na 22 GWh. Takové množství elektřiny pokryje spotřebu zhruba 6000 německých domácností.

Obnovitelná energie

Stáhněte si přílohu v PDF

Obvyklý výkon agrovoltaiky se liší podle typu pěstované plodiny a její tolerance ke stínění, obvykle je na stejné ploše zhruba poloviční oproti standardní pozemní fotovoltaice. „Tedy kolem 0,5 MWp na jeden hektar. Vyrobenou energii je možné buď dodávat do sítě, nebo ji v rámci sdílení využívat přímo v zemědělském provozu,“ říká Ondřej Štěpánek, ředitel Greenbuddies Consulting.

V Česku Greenbuddies aktuálně nevnímají významnou poptávku ze strany zemědělců. „Důvodů je několik. Relativně nová legislativa, která se teprve zabíhá, nízká informovanost zemědělců a nedostatečná ekonomická návratnost. S ohledem na vysoké náklady na konstrukce a celkovou komplexnost výstavby se bez dotací nelze zatím spoléhat na výrazný rozvoj tohoto segmentu,“ říká Štěpánek.

Největší potenciál u nás vidí v trvalých travních porostech. „Ty tvoří více než čtvrtinu veškeré zemědělské půdy v Česku. Vertikální panely umožňují jejich plnohodnotné hospodářské využití v souběhu s výrobou energie,“ vysvětluje.

Článek byl publikován ve speciální příloze HN Obnovitelná energie.