Anglicky: Solar Technology in Agriculture
Zdroj: Tariq, GH, Muhammad, A, Hasnain, US. 2021. Solar Technology in Agriculture.
Klíčová slova: "sluneční energie, agrovoltatika, udržitelné zemědělství, solární sušička, agroprůmysl"
Dostupný z: https://www.researchgate.net/publication/352703577_Solar_Technology_in_Agriculture
Autoři v článku představují možnosti využití solární energie v zemědělských podnicích zaměřených jak na rostlinnou, tak i na živočišnou produkci. Technologie rozlišují z hlediska přímého nebo nepřímého využití energii ze slunce. Neupravená sluneční energie se využívá např. ve sklenících, slunečních sušičkách plodin nebo v tzv. tunelovém pěstování. Naopak k využití sluneční energie pro pohon traktorů, zavlažování, či osvětlení je třeba sluneční energii transformovat na energii elektrickou pomocí solárních článků.
Užitečná aplikace k získání informací o potenciálu sluneční energie je Globální sluneční atlas (Global Solar Atlas) dostupný na: https://globalsolaratlas.info/ Ten poskytuje důležité informace, zejména o hodnotách výkonu sluneční energie dopadající na konkrétní místo, a dává tak představu o budoucím výkonu sluneční elektrárny.
Obrázek 1: Hodnoty výkonu slunečního svitu u Břeclavi, zdroj: Global Solar Atlas
Obr 2: Detail místa
Možné využití sluneční energie na českých farmách:
- Výroba hnojiv pomocí sluneční energie
- Hnojiva hrají v moderním zemědělství ústřední roli k zajištění vysokých výnosů. Nejvýznamnějším hnojivem je dusičnan amonný, kterého se dobře známou Haber-Boschovou syntézou vyrobí 140 miliónů tun za rok. Tento proces je velmi energeticky náročný a ročně spotřebuje asi 2,5 exajoulu a přímo se vyprodukuje 340 miliónů tun CO2. Kvůli vysokým vstupním nákladům a neekologičnosti existuje na světě méně jak 100 továren produkujících dusičnan amonný. Lepšímu použití by pomohla decentralizace výroby tohoto hnojiva. Sluneční energie umožňuje vyrábět nitrátová hnojiva ze vzdušného dusíku za přítomnosti vody a kyslíku.
Rozvoj hnojiv vyráběných za pomoci slunečný energie vyžaduje spolehlivý způsob izolace vzdušného dusíku.
- Hnojiva hrají v moderním zemědělství ústřední roli k zajištění vysokých výnosů. Nejvýznamnějším hnojivem je dusičnan amonný, kterého se dobře známou Haber-Boschovou syntézou vyrobí 140 miliónů tun za rok. Tento proces je velmi energeticky náročný a ročně spotřebuje asi 2,5 exajoulu a přímo se vyprodukuje 340 miliónů tun CO2. Kvůli vysokým vstupním nákladům a neekologičnosti existuje na světě méně jak 100 továren produkujících dusičnan amonný. Lepšímu použití by pomohla decentralizace výroby tohoto hnojiva. Sluneční energie umožňuje vyrábět nitrátová hnojiva ze vzdušného dusíku za přítomnosti vody a kyslíku.
Obrázek 3: Schéma výroby dusíkatých hnojiv pomocí sluneční energie
- Sušení plodin sluneční energií
- Existuje více typů slunečních sušiček. Obyčejné sluneční sušičky využívají solární kolektor, který akumuluje sluneční energii a umožňuje dosahovat vyšších teplot vedoucích k efektivnějšímu sušení. Pomocí přirozeného proudění horkého vzduchu nebo obyčejného solárního ventilátoru proudí horký a suchý vzduch sušičkou a vysušuje plodiny na sítech (obr. 3)
Obrázek 4: Pasivní solární sušička
- Pro sušení ve velkých měřítcích se v zemědělství využívají mechanizované sluneční sušičky, ve kterých solární kotle ohřívají vzduch a zajišťují jeho proudění.
- Solární chladničky na mléčných farmách
- Chlazení mléka a mléčných produktů je značně energeticky náročné. Nejen, že současné chladničky mohou být napájeny sluneční energií přeměněnou na energii elektrickou, ale jednoduché solární chladničky umožňují chladit mléko prakticky kdekoliv. Právě nepřítomnost elektrické energie je častým limitujícím faktorem k obhospodařování horských a podhorských luk.
- Vyhřívání skleníků
- Ve sklenících se tradičně využívá sluneční svit k podpoře růstu plodin, ale vyhřívání skleníků přes zimu spoléhá na fosilní zdroje světla. Sluncem poháněné skleníky také brání poškození plodin způsobeným nadbytkem sluneční energie během tropických dní.
- Postřikovače a secí stroje poháněné sluneční energií
- Menší stroje menších zemědělských podniků nebo jednotlivých zemědělců mohou být snadno poháněný baterií nabíjenou ze sluneční energie.
- Sluneční ohřev na výrobu páry
- Na mléčných farmách je důležitou činností sterilizace zařízení. K tomu se využívá vodní pára. Významné množství energie může být ušetřeno solárním ohřevem vody a sluneční výrobou páry.
- Sluncem poháněné traktory
- Výhodou elektrotraktorů je významně nižší poruchovost a snadnější údržba motoru a všech jeho součástí. Omezením pro provoz elektrotraktorů je kapacita baterií a nutnost dobíjení. Řešení tohoto problému se nabízí ve vyměnitelných bateriích, kdy se vybitá baterie vymění za nabitou bez čekání.
- Solární závlahový systém
- Sluneční energie může být využita k čerpání vody ze země a pohánění čerpadel v tlakovém závlahovém systému.
