Austria Dapat Memanfaatkan 90 TWh Agrivoltaik dengan Menggunakan 5–16% Lahan Pertanian

Sebuah kelompok penelitian yang dipimpin oleh Universitas Sumber Daya Alam dan Ilmu Hayati Austria, Wina, melakukan analisis tekno-ekonomi terhadap potensi instalasi agrivoltaik di negara tersebut, dengan menggabungkan penilaian profitabilitas untuk pembangkitan PV surya dan produksi pertanian.

“Makalah kami menyajikan, sepengetahuan kami, kerangka kerja terintegrasi pertama yang menggabungkan simulasi pembangkitan listrik PV dan keluaran pertanian untuk sistem agrivoltaik di tingkat seluruh negara, termasuk dampak perubahan iklim,” kata penulis koresponden Isabelle Grabner kepada majalah pv. “Dalam penelitian kami, kami menyelidiki pengurangan produksi tanaman di Austria akibat perluasan PV surya di lahan pertanian.

"Kami membandingkan penerapan agrivoltaik secara agresif dan instalasi PV{0}}yang dipasang di darat yang diperlukan untuk mencapai target netralitas iklim," tambah Grabner. "Selain itu, kami menunjukkan efek adaptasi perubahan iklim yang terbatas pada agrivoltaik, namun hasil yang terakhir sangat bergantung pada tanaman yang dipilih serta spesifik negara."

Untuk melakukan analisis, tim menggunakan kerangka simulasi modular, menggunakan perangkat lunak yang sudah ada jika tersedia dan mengembangkan solusi baru sesuai kebutuhan. Kerangka kerja ini tersedia online di bawah lisensi GPL. Dengan menggunakan data UE dari kebijakan-model iklim terpadu (EPIC), para peneliti pertama-tama mengklasifikasikan kawasan yang cocok untuk penggunaan agrivoltaik, dengan menerapkan filter seperti luas lahan pertanian minimum yang terhubung sebesar 1 ha, kemiringan rata-rata maksimum 20 derajat, dan ketinggian maksimum 1.950 m di atas permukaan laut.

Pembangkitan listrik disimulasikan dengan PVlib, menggunakan data iradiasi horizontal global (GHI) dari simulasi iklim pada jaringan listrik sepanjang 1 km. EPIC digunakan untuk memodelkan proses lingkungan utama dan pertumbuhan tanaman di tingkat plot, dengan langkah waktu harian dan resolusi spasial 1 km × 1 km. Skenario ini menggabungkan interaksi antara kondisi lingkungan dan praktik pengelolaan, termasuk rotasi tanaman, untuk tanaman seperti kacang polong, kedelai, kentang, alfalfa, jelai musim panas, dan gandum.

Data iklim didasarkan pada pengamatan pada tahun 1981–2020 dan proyeksi pada tahun 2031–2070. Dua skenario dasar diuji: produksi pertanian tanpa sistem PV dan PV yang dipasang di darat tanpa pertanian. Skenario agrivoltaik mencakup sistem panggung di atas kepala,-menghadap ke selatan dengan ketinggian pemasangan sekitar 10 m, dan sistem bifasial vertikal dengan jarak baris 10 m dan dua panel bifasial yang ditumpuk secara vertikal. Setiap sistem dievaluasi berdasarkan skenario biaya rendah, sedang, dan tinggi.

Analisis menunjukkan bahwa di Austria, sistem-PV yang terpasang di tanah menghasilkan listrik sebesar 1.173 MWh/ha, sistem agrivoltaik panggung 684 MWh/ha, dan sistem agrivoltaik vertikal sebesar 373 MWh/ha. Rasio keuntungan relatif terhadap produksi pertanian saja berkisar antara 10:1 hingga 50:1 untuk sistem vertikal, hingga 60:1 untuk sistem panggung, dan hingga 100:1 untuk sistem PV yang dipasang di darat.

“Untuk mencapai 90 TWh/tahun pembangkitan listrik dari PV surya di lahan pertanian, yang merupakan batas atas dalam semua skenario netralitas iklim, diperlukan sejumlah 5%–16% dari total area tanaman,” tim tersebut menyimpulkan. “Area yang diperlukan dan simulasi pengurangan hasil panen menunjukkan bahwa kerugian produksi tanaman di Austria akan mencapai 2% –6%. Hanya sistem agrivoltaik yang dapat mencapai kerugian produksi pada batas bawah kisaran yang diamati. Efek adaptasi perubahan iklim dari sistem agrivoltaik kecil.”

Temuan penelitian ini tersedia dalam "Potensi tekno-ekonomi instalasi agrivoltaik di Austria", yang dipublikasikan di Renewable Energy. Para peneliti dari Universitas BOKU Austria dan Institut Ekonomi Pertanian Federal telah berpartisipasi dalam penelitian ini.