Fotowoltaika dla gospodarstw ogrodniczych to szansa na dostęp do taniej energii elektrycznej. Zainteresowani często stają jednak przed kluczowym wyborem. Panele fotowoltaiczne na dachu szklarni czy farma fotowoltaiczna?
Pytanie to zadają sobie coraz częściej inwestorzy. My próbujemy na nie udzielić wyczerpujących odpowiedzi, prezentując ZA i PRZECIW każdego rozwiązania. Chcemy by ogrodnicy, którzy rozważają wykorzystanie paneli fotowoltaicznych jako źródła energii, mogli podjąć najlepszą dla siebie i swoich gospodarstw decyzję.
Na całym świecie coraz częściej pojawiają się artykuły i informacje prasowe dotyczące fotowoltaiki dla gospodarstw ogrodniczych.
Jedne z nich opisują coraz bardziej popularne farmy fotowoltaiczne. Są to po prostu elektrownie produkujące prąd elektryczny z padającego na nie słońca. Zasadniczo farma fotowoltaiczna dla kwiaciarstwa niczym nie różni się od tej, która zasila inne gospodarstwa, przemysł lub po prostu oddaje energię do sieci.
Natomiast w przypadku paneli fotowoltaicznych umieszczanych na dachach szklarni można już mówić o specjalizowaniu się rynku.
Fotowoltaika dla gospodarstw ogrodniczych
Producenci fotowoltaiki dla gospodarstw ogrodniczych konkurują ze sobą o ten rynek, opracowując i wprowadzając do sprzedaży nowe rozwiązania i produkty. W rezultacie są już firmy produkujące dedykowane panele do montowania nie tylko na dachach budynków gospodarstwa, ale też na dachach szklarni.
Jedna z nich oferuje produkcję paneli na wymiar, by łatwo było zastąpić nimi pojedyncze szyby w szklanym dachu. Inna oferuje panele półprzezroczyste, by jak najmniej zacieniały przestrzeń wewnątrz szklarni. A jeszcze inna zintegrowane z panelami znajdujące się w ich obudowach akumulatory.
Jedne rozwiązania polegają na wymianie części powierzchni dachu i zastąpieniu ich fotowoltaiką. Co za tym idzie, sam panel fotowoltaiczny staje się integralną częścią konstrukcji dachu. Jest to rozwiązanie, jak się wydaje, częściej proponowane w przypadku budowy nowej szklarni.
Inne rozwiązania są bardziej tradycyjne. Polegają na tym, że panele umieszcza się na specjalnych stojakach nad powierzchnią dachu. To rozwiązanie ma tę zaletę, że można dobrać optymalny kąt pochylenia paneli niezależny od nachylenia dachu szklarni.
Jednak cały czas pozostaje jedno z najważniejszych pytań. Panele fotowoltaiczne na dachu szklarni czy farma fotowoltaiczna? Czas poznać za i przeciw.
Zalety montowania paneli fotowoltaicznych na dachu szklarni
Wykorzystanie dużej powierzchni dachu
Im większa dostępna powierzchnia dachu szklarni, tym więcej można na niej zainstalować paneli fotowoltaicznych. Im więcej paneli zainstalujemy, tym więcej taniej energii możemy pozyskać ze słońca.
Trzeba jednak pamiętać, że nie dąży się do pokrycia jak największej powierzchni dachu szklarni panelami fotowoltaicznymi. Powód jest oczywisty. Panele na dachu rzucają cień do wnętrza szklarni. W rezultacie rośliny mogą nie otrzymywać odpowiednio dużo światła.
Rozwiązaniem jest montaż paneli fotowoltaicznych na dachu szklarni w odpowiednim rozproszeniu. Tak, aby powierzchnia rzucanego cienia do powierzchni nasłonecznionych była optymalna i równomierna. W okresach dużego nasłonecznienia, kiedy to najczęściej stosuje się zacienianie kurtynami, cień rzucany przez panele nie jest czymś negatywnym. Pomaga on chronić rośliny przed zbyt intensywnym promieniowaniem słonecznym.
Brak konieczności wyłączenia części gruntu spod uprawy
Panele na dachu szklarni są często jedynym rozwiązaniem, kiedy brak jest odpowiedniej powierzchni, by uruchomić farmę fotowoltaiczną.
Wady montowania paneli fotowoltaicznych na dachu szklarni
Panele na dachu szklarni to cień w szklarni
Cień rzucany przez panele fotowoltaiczne powoduje, że rośliny uprawiane pod osłonami mogą nie otrzymywać wymaganej ilości światła słonecznego. Nie jest to tak uciążliwe latem i w okresach dużego nasłonecznienia. Jednak w okresie jesienno-zimowym, kiedy słońca jest mało, raczej zachodzi konieczność stosowania oświetlenia asymilacyjnego i nie można sobie pozwolić na większe ograniczenie światła naturalnego.
Można obrazowo powiedzieć, że każde 10% mniej światła w szklarni to o 10% mniejszy wzrost roślin pod osłonami. Czy wyprodukowana energia elektryczna pokryje tę stratę?
Panele fotowoltaiczne to dodatkowy ciężar i obciążenie konstrukcji.
Zwiększenie ciężaru dachu szklarni powinno być poprzedzone konsultacjami i obliczeniami wytrzymałościowymi. W przeciwnym razie rośnie ryzyko uszkodzenia konstrukcji, a nawet katastrofy budowlanej.
Panele przeszkadzają nanieść preparat cieniujący.
Nie tylko kurtyny cieniujące zabezpieczają uprawy przed nadmiarem słońca. Wielu ogrodników stosuje odpowiednie preparaty, nanosząc je na dach szklarni. Obecność paneli na dachu powoduje, że ten proces może być utrudniony. Jednocześnie zachodzi obawa o możliwość zabrudzenia paneli preparatem, co może skończyć się uszkodzeniem panela lub przedwczesnym jego zużyciem. By do tego nie dopuścić, po naniesieniu preparatu cieniującego powinno się skontrolować powierzchnię paneli i je wyczyścić.
Brak możliwości rozbudowy instalacji na dachu
Zarówno ograniczenia konstrukcyjne, jak i rzucany przez panele cień powodują, że ewentualna rozbudowa i zwiększenie liczby paneli na dachu jest albo niemożliwe, albo niecelowe. Ograniczenie naturalnego światła roślinom wygeneruje koszty lub nawet straty, których najczęściej nie pokryją zyski z produkcji prądu.
Większy koszt obsługi i serwisu paneli na dachu
Panele fotowoltaiczne należy okresowo serwisować. Do serwisu zalicza się między innymi sprawdzenie powierzchni paneli pod kątem pęknięć, tzw. „ślimaczych ścieżek”. Sprawdza się stan okablowania i mocowania paneli. Panele też wymagają regularnego czyszczenia.
Uwaga! Prace na wysokości!
Dach szklarni nie jest najlepszym miejscem do tego typu prac. Jest to praca na wysokości. Łatwo też uszkodzić powierzchnię dachu szklarni nawet przypadkowo upuszczonym narzędziem lub elementem instalacji fotowoltaicznej.
To powoduje, że koszt serwisowania i czyszczenia instalacji umieszczonej na szklarni jest wyższy niż analogicznej ustawionej na gruncie. Ten dodatkowy koszt będzie rósł, w miarę jak będą rosły koszty pracy. Należy go skalkulować podczas oceny rentowności każdego rozwiązania, gdyż często to on przesądza o typie instalacji.
Zalety farm fotowoltaicznych w kwiaciarstwie
Możliwość produkowania energii elektrycznej w przypadku upraw pod tunelami foliowymi
Choć szklarnie na ogół pozwalają na wykorzystanie ich jako miejsce instalowania paneli fotowoltaicznych. Inaczej sprawa ma się z produkcją roślin w tunelach foliowych.
Montaż paneli na takiej konstrukcji jest problematyczny. Unikam stwierdzenia, że montaż paneli w przypadku tuneli jest niemożliwy. Jednak uważam, że może on być nieopłacalny.
Pierwszą przeszkodą może być sama konstrukcja, która może nie posiadać odpowiedniej nośności. Drugą przeszkodą jest okresowa wymiana pokrycia tunelu. Wiązałoby się to z koniecznością demontażu instalacji fotowoltaicznej, a następnie jej powtórnym zamontowaniem. Każda taka czynność to duży dodatkowy koszt oraz ryzyko uszkodzenia paneli fotowoltaicznych, jak i elementów konstrukcyjnych.
Wydaje się, że fotowoltaika dla gospodarstw ogrodniczych ma w przypadku tuneli foliowych pewną niszę rynkową i można się spodziewać jakiś nowych rozwiązań. Będziemy to obserwować.
W przypadku upraw pod osłonami foliowymi posadowienie paneli fotowoltaicznych na gruncie to najlepsza alternatywa. Więc w takim przypadku jeśli fotowoltaika dla gospodarstw ogrodniczych to najczęściej farma.
Możliwość rozbudowy farmy fotowoltaicznej
Mając odpowiednio dużo dostępnego terenu, możemy podjąć decyzję o rozbudowie farmy fotowoltaicznej. Montaż dodatkowych konstrukcji nośnych i samych paneli nie wpłynie negatywnie na produkcję roślin. Inaczej się sprawa ma w przypadku rozbudowy instalacji na dachu szklarni.
Tańszy serwis, naprawa i czyszczenie paneli na farmie
Konstrukcje paneli, falowniki, instalacja elektryczna i same panele fotowoltaiczne wymagają sprawdzenia i serwisowania. Im łatwiejszy do nich dostęp tym prace te przebiegają sprawniej. To zaś przekłada się bezpośrednio na koszt tych prac.
W przypadku serwisowania farmy fotowoltaicznej koszt jest niższy niż w przypadku analogicznej instalacji na dachu szklarni. Co więcej, jakość takiego serwisu jest lepsza. Na farmie istnieją mniejsze ograniczenia i zagrożenia wpływające na wykonanie prac. Nie ma też obaw o zakłócenia w pracach pod osłonami. Brak prac na dachu szklarni to brak zagrożeń z nich wynikających dla pracowników i upraw.
Tak samo jest w przypadku koniecznych napraw. Naprawa lub wymiana sprzętu na farmie trwa krócej niż na dachu. To powoduje, że instalacja szybciej odzyskuje sprawność i szybciej zaczyna produkować prąd. Mniejsze przestoje zaś to większe zyski.
Wady farm fotowoltaicznych w gospodarstwie
Decydując się na farmę fotowoltaiczną w gospodarstwie ogrodniczym, wyłączamy na długie lata ziemię, na której powstanie użytkowania innego niż produkcja energii. I jakkolwiek wiele wskazuje, że rentowność produkcji energii elektrycznej będzie rosła, to może się okazać, że brak tego gruntu nie pozwala na rozwój gospodarstwa. Jest to teren, na którym moglibyśmy wybudować nowe budynki, ale tam już będzie farma fotowoltaiczna.
Fotowoltaika dla kwiaciarstwa. Konkluzje
Na potrzeby tych naszych analiz ograniczyliśmy się tylko do wyboru pomiędzy dachem szklarni a gruntem. A jednak czytelnicy na pewno zauważyli, że gospodarstwo ogrodnicze, w tym kwiaciarskie, składa się też z innych budynków. Zapewne macie pytania. Pierwsze: czy na dachach tych budynków można instalować panele fotowoltaiczne? Drugie: dlaczego nie wzięliśmy tych budynków pod uwagę i nie opisaliśmy tej możliwości?
Inne lokalizacje
Na pierwsze pytanie odpowiedź jest prosta. Z reguły można instalować panele fotowoltaiczne na innych budynkach gospodarstwa, jeśli tylko spełniają stawiane takiej instalacji wymagania.
Drugie pytanie jest już nieco bardziej skomplikowane.
Nie ująłem powierzchni dachów innych budynków niż szklarnie z tego powodu, że najczęściej stanowią one stosunkowo małą część powierzchni produkcyjnej gospodarstwa. Instalacja fotowoltaiczna, którą tam zamontujemy, najczęściej nie będzie posiadała wymaganej mocy i nie będzie produkowała odpowiednio dużo potrzebnego nam prądu.
Nowoczesne gospodarstwo kwiaciarskie to ogromne zużycie energii, w tym prądu elektrycznego. Zatem jeśli rozważamy znaczące oszczędności i racjonalną rentowność instalacji fotowoltaicznej, to powinna ona być odpowiednia dla naszych potrzeb. W przypadku gospodarstw kwiaciarskich oznacza to instalacje, które po prostu nie zmieszczą się w całości na dachach niebędących szklarniami.
Jednak jeśli gospodarstwo posiada odpowiednią powierzchnię dachów budynków gospodarczych i administracyjnych, to wręcz należy wziąć je pod uwagę. Dachy budynków to dobra powierzchnia do zagospodarowania dla produkcji energii elektrycznej.
Tak jak napisałem wyżej, jeśli gospodarstwo ma odpowiednio dużą powierzchnię dachów niebędących szklarniami, to należy je rozważyć jako lokalizację instalacji fotowoltaicznej. Unikniemy większość poważnych minusów, jakie towarzyszą instalowaniu paneli na szklarni. Jednocześnie koszt takiej instalacji będzie niższy niż koszt farmy fotowoltaicznej. Zwłaszcza małej. Koszt farmy i jej serwis maleje jednostkowo wraz z jej wielkością, bardziej niż analogiczna konstrukcja na dachach budynków.
Fotowoltaika dla gospodarstw ogrodniczych na dachu szklarni. Wszystko super, gdyby nie ten cień
Na pierwszy rzut oka wydaje się, że duża powierzchnia dachów szklarni aż prosi się o wykorzystanie jej jako miejsca dla paneli fotowoltaicznych. Jednak tak jak pisałem wyżej, panele rzucają cień, który to może pozbawić wystarczającej ilości światła rośliny. Szczególnie negatywny efekt występuje w okresie jesieni i zimy, gdy naturalnego światła jest mało.
Rozwiązanie problemu cienia
Można ograniczyć negatywny efekt cieni rzucanych przez panele na dachu. W tym celu powinno się rozważyć zamontowanie ich bliżej północnej ściany szklarni.
W przypadku szklarni gdzie panele zamontowano na wysokości 5 m, cień będzie się znajdował około 4 m na północ od miejsca montażu od jesieni i około 8.5 m w zimie. Na wiosnę znowu cienie będą się skracać i pierwszego dnia wiosny będzie to około 4 m.
Umiejscowienie paneli fotowoltaicznych na dachu szklarni przy północnej ścianie spowoduje, że od jesieni do wiosny, kiedy słońce znajduje nisko, cień rzucany przez panel zamocowany 4 m od północnej ściany w południe będzie znajdował się zawsze poza szklarnią. Im bliżej zimy, a więc kiedy światła słonecznego jest mniej, tym mniejsze jest zacienienie nim szklarni.
Jednak takie rozwiązanie pozbawia nas możliwości wykorzystania większości powierzchni dachu więc jako rozwiązanie dla dużej instalacji, potrzebującej dużej powierzchni dachu, nie będzie ono skuteczne.
Półprzezroczyste panele fotowoltaiczne
Innym rozwiązaniem problemu rzucania cienia przez panele fotowoltaiczne może być już w niedalekiej przyszłości zastosowanie paneli półprzezroczystych. Już teraz jest dostępna odpowiednia technologia, która cały czas jest rozwijana pod kątem poprawienia przepuszczania światła słonecznego i obniżenia kosztów takich paneli.
Przy zastosowaniu takich paneli znaczna część fotonów światła słonecznego, które nie biorą udziału w produkcji energii, przedostaje się przez panel. Cienie nie są tak głębokie. Rośliny otrzymują więcej fotonów.
Fotowoltaika dla gospodarstw ogrodniczych — jednak farma.
Wiele wskazuje na farmę fotowoltaiczną jako najlepsze rozwiązanie dla fotowoltaiki w gospodarstwie kwiaciarkim lub ogrodniczym.
Przede wszystkim unikamy niebezpieczeństwa uszkodzenia serca każdego gospodarstwa — szklarni. Czy to podczas montażu, czy podczas serwisu lub naprawy. Wszystkie prace prowadzone na szklanym dachu szklarni są potencjalnie dla niej niebezpieczne. Uszkodzenia dachu lub konstrukcji mogą zakłócić uprawę roślin i procesy produkcji. Można też się spodziewać, że jej ubezpieczenie może być wyższe.
Jeśli gospodarstwo posiada odpowiednią ilość niezagospodarowanej ziemi lub może nabyć grunt w niewielkiej odległości od gospodarstwa, to farma będzie lepszym rozwiązaniem. Jakiekolwiek prace przy niej nie będą zakłócały prac w gospodarstwie i vice-versa.
Farma fotowoltaiczna stanie się nie tylko opłacalną inwestycją, ale też nie będzie wprowadzać niepotrzebnych zaburzeń w życie i pracę gospodarstwa.
Fotowoltaika dla gospodarstw ogrodniczych i gałęzi pokrewnych jest i będzie stale rozwijana, a my będziemy prezentować Państwu najnowsze tematy.
