Empowering farmers in Central Europe: the case for agri-PV

Agri-PV presents a growing opportunity for Central Europe

Combining Central Europe’s agricultural backbone with solar electricity can bring benefits to farmers and the wider economies, while optimising the use of precious land.

Agri-PV – the combined use of land for food production and solar electricity generation – can bring significant benefits for farmers, providing solutions to some of the demands tabled during the 2024 farmers’ protests. Czechia’s recent introduction of agri-PV legislation started a debate on the topic, but the potential of agri-PV remains unrecognised in Central Europe, and countries like Hungary, Poland and Slovakia are still lacking regulatory frameworks.

Several years of intensive research across Europe and beyond has shown that agri-PV can increase crop yields by up to 16% in the case of fruits or berries. With less shade-tolerant crops like wheat, yield losses are kept below 20% thanks to vertical solar panels with wide row spacing. The added revenues from the sale of electricity far outweigh the reduced revenues from grains. A case study shows that an annual profit of €1268 per hectare is possible from combined electricity and wheat sales. This contrasts with traditional wheat production (without agri-PV) that is estimated to be generating net losses in 2024.

Análise de Ember revela que a tchechia, a Hungria, a Polônia e a Eslováquia podem implantar uma produção eletrônica de 73 GW da AGRI-PV e a renovável renovável da Europa central. Usar apenas 9% dessa geração pode cobrir todas as necessidades de eletricidade da agricultura e processamento de alimentos. Consequentemente, a AGRI-PV contribuiria significativamente para as metas de capacidade solar de 2030 estabelecidas nos planos nacionais de energia e clima revisados. Estes equivalem a 60 GW para os quatro países combinados, em comparação com os 25 gw de capacidade solar total instalada. Até 16%

Introducing legislation to enable agri-PV would benefit both energy and food security across Central Europe and beyond.

The benefits of agri-PV span from crop protection, higher yields and increased profits for farmers to easier grid balancing and reduced curtailment of solar Poder. Os painéis solares são colocados de uma maneira que não compete com as culturas - acima das culturas que se beneficiam do sombreamento, como bagas ou entre culturas para permitir o uso de máquinas agrícolas. Neste último caso, qualquer redução no rendimento das culturas é compensada por receitas das vendas de eletricidade solar. Ele protege as culturas de radiação solar excessiva e condições climáticas adversas, como granizo, e promove o uso mais eficiente da água, potencialmente reduzindo o consumo de água e a estabilização dos rendimentos durante os anos secos. Além disso, a AGRI-PV ajuda os agricultores a sustentar seus negócios e proteger as terras agrícolas de serem convertidas em outros usos, apoiando a biodiversidade e contribuindo para a mitigação das mudanças climáticas por meio de práticas agrícolas sustentáveis. Os quatro países cobrem 19% das terras aráveis ​​da UE e produzem volumes substanciais de certas culturas - 20% do trigo do bloco, 29% da aveia, 37% do centeio e 57% das bagas. Essa produção de alimentos está agora em risco devido ao declínio das condições financeiras para os agricultores, a volatilidade dos preços dos fertilizantes e os impactos das mudanças climáticas. Nos sistemas aéreos, uma liberação de dois a quatro metros garante espaço suficiente para plantas abaixo. Em sistemas intercalados, o espaçamento da linha a fila pode exceder 10 metros para acomodar as máquinas agrícolas. Os rastreadores solares, que variam a posição dos painéis em relação ao sol, são frequentemente instalados para otimizar os padrões de produção de eletricidade e sombreamento de culturas. Os painéis solares agro-PV são frequentemente orientados para o leste-oeste, em oposição ao sul, como grande parte do solar tradicional. Como resultado, seu perfil diário de geração de eletricidade é mais amplo, com um pico mais baixo do meio -dia e maior eficiência durante os horários mais frios do dia. Isso facilita o equilíbrio da grade, reduzindo o corte e aumentando as taxas de captura (preços recebidos pela eletricidade). Os sistemas agro-PV verticais têm o benefício adicional de utilizar totalmente as características bifaciais dos painéis solares modernos-atingindo fatores de capacidade comparáveis ​​às fazendas solares tradicionais montadas no solo, apesar da orientação leste-oeste. Na Alemanha, França, Itália e Holanda, os regulamentos permitem o uso compartilhado de terras para a produção de agricultura e eletricidade sem a perda de subsídios agrícolas. Isso levou a mais de

Agri-PV, also known as agrivoltaics, involves the simultaneous cultivation of crops and production of solar electricity on the same land with a primary focus on food production. Solar panels are placed in a way that does not compete with the crops – either above crops that benefit from shading, like berries, or between crops to enable the use of farming machinery. In the latter case, any reduction in crop yields is offset by revenues from the sales of solar electricity.

Utilising agri-PV technology offers numerous benefits for crops as it can create a modified microclimate beneath the solar panels by altering factors like air temperature, relative humidity, wind speed, wind direction and soil moisture. It shields crops from both excessive solar radiation and adverse weather conditions, such as hail, and promotes more efficient water usage, potentially reducing water consumption and stabilising yields during dry years. Furthermore, agri-PV helps farmers sustain their businesses and protects agricultural land from being converted into other uses, while supporting biodiversity and contributing to climate change mitigation through sustainable agricultural practices.

This is particularly important in Central Europe. The four countries cover 19% of the EU’s arable land and produce substantial volumes of certain crops – 20% of the bloc’s wheat, 29% of oats, 37% of rye and 57% of berries. This food production is now at risk due to declining financial conditions for farmers, the volatility of fertiliser prices and the impacts of climate change.

Agri-PV systems can range from solar greenhouses, through overhead solar above fruit and berry plantations, to industrial-scale interspaced solar between main crops like wheat or oats. In overhead systems, a clearance of two to four metres ensures sufficient space for plants underneath. In interspaced systems, row-to-row spacing can exceed 10 metres to accommodate farming machinery. Solar trackers, which vary the position of the panels in relation to the sun, are often installed to optimise both electricity production and crop shading patterns.

Agri-PV also brings electricity system benefits, enabling more solar power to be delivered into the grid at higher prices. The agri-PV solar panels are frequently east-west-oriented as opposed to south-facing like much of the traditional solar. As a result, their daily electricity generation profile is wider, with a lower midday peak and greater efficiency during cooler times of the day. This makes grid balancing easier, reducing curtailment and increasing capture rates (prices received for electricity). Vertical agri-PV systems have the added benefit of fully utilising the bifacial features of modern solar panels – reaching comparable capacity factors to traditional ground-mounted solar farms despite an east-west orientation.

In countries where legislative frameworks for agri-PV have been introduced, it has resulted in rapid deployment of new agri-PV projects. In Germany, France, Italy and the Netherlands, regulations allow the shared use of land for agriculture and electricity production without the loss of farming subsidies. This has led to over  200 Projetos AGRI-PV já sendo instalado em toda a Europa. AGRI-PV também está ganhando impulso em Austrália, India, China, Canada and the  EUA. Este

Agri-PV can increase crop yields by up to 16% and drive farmers’ profits

While solar energy and farming are often seen as incompatible, agri-PV systems can in fact increase crop yields for certain types of plants. This  Varia dependendo da localização, tipo de colheita e condições climáticas. Metástudias como Laub et. AL. Mostre que os rendimentos das culturas para bagas ou frutas podem aumentar em 15 a 16% com uma sombra de 35%, em comparação com uma referência sem sombra. Isso os torna perfeitos para os sistemas agro-PV aéreos. Com o sombreamento de 15%, os cereais diminuirão no rendimento em 11%, as culturas radiculares em 12%, mais de 20%. As forragens (principalmente gramíneas) podem aumentar em 4%. Todas essas culturas podem ser combinadas com agro-PV interspado-um espaçamento de linha a fila de cerca de 10 metros limita o sombreamento nesses sistemas para entre

Crops such as cereals (e.g. wheat, rye, oats), maize and root vegetables, are more sensitive to shading. With 15% shading, cereals will decrease in yield by 11%, root crops by 12%, maize by over 20%. Forages (mostly grasses) can increase by 4%. All of these crops can be combined with interspaced agri-PV – a row-to-row spacing of around 10 metres limits the shading in these systems to between  10% e 20% (dependendo da localização e altura do painel), garantindo pelo menos 80%de rendimento em comparação com uma referência. Por exemplo, o Projeto

The benefits to crops of agri-PV have already been demonstrated in several projects. For instance, the  APV-RESOLA Project na Alemanha revelou que em 2018, a batata, aipo e o trigo de inverno cultivados usando o sistema AGRI-PV superou os rendimentos de referência. O aipo mostrou o maior aumento de rendimento, alcançando um ganho de 12% em comparação com a referência. Em regiões com alta radiação solar, como Espanha, vegetais frondosos (alface) que normalmente sofreriam de sombreamento, não mostrou sinais de rendimentos reduzidos e, em um caso, foram alcançados rendimentos aumentados. Um projeto piloto com uma capacidade de 1 GW agora também está planejado em Polônia, enquanto em Tchechia, um projeto piloto focado na avaliação dos efeitos da AGRI-PV já está em andamento. Primeiro, o primeiro. Europa

Even with the most shade-sensitive crops, the returns from electricity generation significantly outweigh any loss in crop yields.

A project in Poland shows that annual revenues from 1 hectare of agri-PV can be 12 to 15 times higher (€20,000 to €26,000) than from wheat crops alone (€1700). An annual profit of €1268 to €7300 per hectare is possible from electricity sales, depending on the electricity price (average 2023 auction price – average wholesale 2023 price adjusted for capture rate). Traditional wheat production (without agri-PV) is estimated to be generating net losses of  € 97/ha em 2024. Os subsídios ainda devem ser aplicáveis ​​a terras cobertas com agro-PV, pois, embora a produção de eletricidade possa ser mais lucrativa que a agricultura, é fundamental preservar as atividades agrícolas em terras agrícolas para garantir a segurança alimentar e apoiar as comunidades agrícolas. estabiliza as receitas para os investidores por um período de quinze anos. Os custos de financiamento e lucros finais para cada projeto dependerão do modelo de negócios e propriedade. Uma estimativa do custo de eletricidade

The above calculations are dependent on future electricity price assumptions, but the minimum value using Polish renewables auction prices can be treated as conservative – it is achievable within the current legal framework and stabilises revenues for investors for a fifteen year period. The financing costs and final profits for each project will be dependent on the business and ownership model.

It is important to note that the capital expenditure for agri-PV projects is higher than for traditional ground-mounted solar farms, especially with regards to the mounting system. An estimate of the  9 (LCOE) durante um período de vinte anos mostra que o AGRI-PV aéreo com 2,1 a 4 metros de altura de folga pode ser cerca de 40% mais alto do que para o PV montado no solo, para AGRI-PV interpaciado, isso é cerca de 11%. Ambos os tipos de agro-PV são muito mais baratos (40-50%) que a energia solar na cobertura. Essa eficiência é medida como uma soma da geração de eletricidade solar em comparação com uma fazenda solar tradicional montada no solo, além do rendimento da colheita em comparação com uma referência não sombreada. Dependendo do tipo de colheita, os resultados podem atingir 170-180% para bagas, frutas e vegetais frutados e 110-130% para vegetais, cereais e forragens. Mesmo a colheita menos tolerante à tonalidade, o milho, atinge 104% de eficiência do uso da terra, mostrando que a agro-PV será mais produtiva do que a abordagem tradicional de separar solar e agricultura montadas no solo. A geração relativa em comparação com uma fazenda solar tradicional varia de 25% para agro-PV interspado a 63% para agro-pv. A geração solar inferior é predominantemente devido ao fato de que menos capacidade solar podem ser instaladas por hectare. Normalmente, a capacidade de 1 MW por hectare é assumida para fazendas solares tradicionais em comparação com 0,3 MW/ha a 0,7 MW/ha para agro-PV, conforme indicado por (LCoE) over a twenty year period shows that overhead agri-PV with 2.1 to 4 metres clearance height can be around 40% higher than for ground-mounted PV, for interspaced agri-PV this is around 11%. Both types of agri-PV are much cheaper (40-50%) than rooftop solar.

The combined production of food and electricity means that the efficiency of land use is significantly increased compared to the use of land purely for farming or energy purposes. This efficiency is measured as a sum of solar electricity generation compared to a traditional ground-mounted solar farm plus the crop yield compared to an unshaded reference. Depending on crop type, the results can reach 170-180% for berries, fruits and fruity vegetables and 110-130% for root vegetables, cereals and forages. Even the least shade tolerant crop, maize, reaches 104% land use efficiency, showing that agri-PV will be more productive than the traditional approach of separating ground-mounted solar and farming.

Solar generation from agri-PV varies depending on multiple parameters – height, row spacing, tilt, geographic location, panel orientation, transparency, bifaciality ratio and tracking. The relative generation compared to a traditional solar farm ranges from 25% for interspaced agri-PV to 63% for overhead agri-PV. The lower solar generation is predominantly due to  the fact that less solar capacity can be installed per hectare. Typically, capacity of 1 MW per hectare is assumed for traditional solar farms compared with 0.3 MW/ha to 0.7 MW/ha for agri-PV, as indicated by  FRAUNHOFER ISE e confirmado por Análise de sombreamento. Os fatores de capacidade foram calculados usando ATLITE para cada país analisado, assumindo painéis verticais bifaciais leste-oeste para agro-PV interpacidados e 15 graus inclinados para o leste-oeste do sistema. Todas as premissas são fornecidas na seção de metodologia deste relatório. Um total de 1.500 mudas de variedades de Riesling e Donauriesling foram plantadas sob a planta fotovoltaica em um espaçamento de 2 x 0,6 m. Em nossa experiência, não se sabe que o agro-PV afeta adversamente o crescimento das mudas em comparação com vinhas comparáveis ​​plantadas este ano fora do agro-PV e fomos capazes de usar as máquinas de preparação do solo no espaçamento da fila e entre as mudas sem problemas. No entanto, a compactação excessiva do solo por máquinas de construção deve ser evitada durante a construção de PV. Os painéis fotovoltaicos devem ser instalados de tal maneira que a água não flua diretamente para a linha das mudas, mas para a área gramada entre linhas devido à erosão do solo. AGRI-PV

Central Europe could almost triple its current renewable electricity generation with agri-PV

A Europa Central tem um potencial agro-PV inexplorado. A análise espacial de Ember indica que Tchechia, Hungria, Polônia e Eslováquia poderiam implantar 180 GW de agro-PV, 39 GW acima de culturas que podem se basear na sombra, como bagas e 141 GW de painéis solares verticais, limpados entre cereais. Isso é equivalente a 68% da demanda atual de eletricidade em Tchechia, Hungria, Polônia e Eslováquia e quase três vezes sua geração de eletricidade renovável combinada (73 Twh). Corpos de água e áreas de proteção natural. Também prioriza áreas a cinco quilômetros de um ponto de conexão da grade-uma subestação de alta a média tensão-uma distância sugerida pelos desenvolvedores de projetos solares para projetos de tamanho médio. Esta análise se baseia nos autores do relatório '

The additional solar capacity could produce 191 TWh of clean electricity annually. This is equivalent to 68% of current electricity demand in Czechia, Hungary, Poland and Slovakia and almost three times their combined renewable electricity generation (73 TWh).

The calculated agri-PV potential incorporates important spatial planning considerations – such as buffer zones around roads, railways, power lines, buildings, forests, bodies of water and natural protection areas. It also prioritises areas within five kilometres of a grid connection point – a high to medium-voltage substation – a distance suggested by solar project developers for medium sized projects. This analysis builds on the report authors’  Trabalho anterior e usa o Glaes Ferramenta Após uma metodologia Introduzida pela primeira vez. ComissãoRyberg, Robinius and Stolten in 2018, later adopted by the European Commission, e modificado para explicar o caso especial de agro-PV. Todas as restrições espaciais e fontes de dados são detalhadas na seção de metodologia do relatório. Isso significa que o desbloqueio de apenas 9% do potencial da AGRI-PV é suficiente para cobrir todas as necessidades de eletricidade do setor agrícola. Somente agro-pv acima de frutas e frutas pode gerar 15 TWH-cobrindo 87% dessa demanda. A agricultura usa vastas quantidades de petróleo e gás, mas em torno de

The calculated potential of agri-PV is over ten times higher than the current electricity demand from agriculture and food processing (17 TWh) in the analysed countries. This means that unlocking just 9% of the agri-PV potential is enough to cover the farming sector’s entire electricity needs. Overhead agri-PV above fruits and berries alone could generate 15 TWh – covering 87% of that demand.

The agriculture and food processing sectors are typically not the biggest consumers of electricity – combined, they were responsible for 6% of total 2022 electricity demand in Central Europe. Agriculture uses vast amounts of oil and gas, but around  55% das entradas de energia vêm de fontes indiretas e, portanto, são subnotificadas. O setor e suas cadeias de suprimentos já estão sendo eletrificadas, com Tractors elétricos sendo introduzidos e eletrólise proposta para a produção de fertilizantes, making the case for agri-PV even stronger.

Electrification of agriculture will bring additional benefits – stabilising fertiliser prices and lowering dependence on imported fossil fuels. Those factors have proven to be major risks for  Segurança alimentar, traduzindo diretamente em um aumento nos preços dos alimentos e no custo de vida desde 2021.

Legislation is key to harnessing agri-PV’s potential and benefits

The lack of an EU-harmonised definition of agri-PV means that Member States are responsible for defining the concept and introducing relevant legislation. This legislation needs to ensure that agricultural land retains its characteristics following any installation of agri-PV systems so that it remains eligible for agricultural subsidies under the Common Agricultural Policy.

Facilitando a implantação de agro-PV exigirá planejamento espacial eficiente e simplificação dos procedimentos de permissão e conexão da grade. Também é importante que a erosão e os danos do solo sejam evitados e o desmantelamento dos sistemas fotovoltaicos seja causado sem danos permanentes à terra. A Alemanha introduziu o primeiro padrão técnico, fornecendo diretrizes claras para a definição de sistemas agrivoltaicos específicos já em 2021. Nas modificações legislativas subsequentes, a agro-PV também foi

In Europe, countries with the highest number of agri-pv projects are Germany, France, Italy and the Netherlands. Germany introduced the first technical standard providing clear guidelines for defining specific agrivoltaic systems already in 2021. In the subsequent legislative modifications, agri-PV was also  apoiado economicamente. Os projetos foram elegíveis para acesso à grade garantida e tarifas de alimentação fornecidas pela Lei de Energias Renováveis ​​(EEG) e, em certos casos, os projetos agrícolas podem receber um bônus de tecnologia para cada KWH. De acordo com a pesquisa recente, Mais de 70 % dos agricultores Na Alemanha agora estão dispostos a implementar a tecnologia. A abordagem tcheco do agro-PV serve como um bom exemplo de como facilitar os projetos, evitando impactos negativos nas partes interessadas e no aumento da burocracia. A definição de agro-pv,

The recently approved regulation in Czechia shows that the necessary regulatory changes are achievable in Central Europe. The Czech approach to agri-PV serves as a good example of how to facilitate projects while avoiding both negative impacts on stakeholders and increased bureaucracy. The definition of agri-PV,  conforme aprovado em maio de 2024, garante que não será necessário remover a terra do fundo agrícola para facilitar a geração de eletricidade solar. Agora também é possível permitir um sistema AGRI-PV como uma construção para a agricultura que pode ser colocada em terras agrícolas sem alterar o plano espacial. Infelizmente, a legislação atual da Tchechia exclui os sistemas AGRI-PV entre cereais ou gramíneas, cortando a capacidade potencial da AGRI-PV em 96% e perdendo 21 TWH de eletricidade limpa. fazendas agrícolas. Normalmente, os legisladores visam garantir um rendimento relativo mínimo de culturas, além de introduzir restrições ao design da instalação solar. Mas, conforme destacado por

To ensure the best outcome for agri-PV projects, the process of legislative changes needs to be accompanied by close cooperation with the farmer and ministries and by utilising years of experience from countries with successful agri-PV farms. Typically, legislators aim to ensure a minimum relative crop yield, while also introducing constraints on the design of the solar installation. But, as highlighted by  DUPRAZ (2023), esses dois requisitos nem sempre estão alinhados e geralmente não são responsáveis ​​por diferentes tipos de culturas ou fornecem orientações sobre as medidas de rendimento de culturas relativas. e condições financeiras. Países como tchecia, Hungria, Polônia e Eslováquia podem utilizar o AGRI-PV para atingir seus alvos de eletricidade renovável 2030 e apoiar as comunidades agrícolas no processo. Conexão, equilíbrio e redução de preços de captura. Ao mesmo tempo, o AGRI-PV é uma resposta aos protestos dos 2024 agricultores, permitindo que os agricultores participem e se beneficiem diretamente da transição energética. Isso é especialmente importante na Europa Central. Apesar do vasto potencial agro-PV, dos mais de 200 projetos em toda a Europa, apenas três estão localizados nos países da Europa Central e Oriental. Não há dúvida de que explorar esse potencial traria benefícios para a segurança alimentar e energética. Os governos da Hungria, a Polônia e a Eslováquia devem se juntar à tchechia, introduzindo regulamentos que permitem agro-pv. sistemas.

Ultimately, agri-PV legislation should prioritise and incentivize continued food production, allowing farmers to reap the benefits of agri-PV systems for their crops and financial conditions.

The many benefits of agri-PV are being acknowledged across Europe. Countries like Czechia, Hungary, Poland and Slovakia can utilise agri-PV to reach their 2030 renewable electricity targets and support farming communities in the process.

Agri-PV can be an important enabler of the recently updated EU 2030 renewables target and national targets set in the revised NECPs, addressing challenges faced by ground-mounted solar: social acceptance, land availability, grid connection, balancing and reduced capture prices. At the same time, agri-PV is a response to the 2024 farmers’ protests, allowing farmers to participate in and directly benefit from the energy transition.

Agri-PV needs to be unlocked by legislation to secure access to CAP subsidies for farmers that generate electricity. This is especially important in Central Europe. Despite the vast agri-PV potential, out of the over 200 projects across Europe, only three are located in Central and Eastern European countries. There is no doubt that tapping into that potential would bring benefits for both food and energy security. Governments in Hungary, Poland and Slovakia should join Czechia by introducing regulations that enable agri-PV.

Key recommendations

The following recommendations can provide guidance for governments looking to introduce agri-PV legislation, or, as in the case of Czechia, expand it to encompass multiple types of agri-PV systems.

1. Benefícios para os agricultores devem ser centrais. Os benefícios econômicos e a segurança da propriedade e dos investimentos para os agricultores devem ser centrais para os esforços que promovem a AGRI-PV, além de aumentar a conscientização e aceitação do público. Mais importante ainda, os agricultores que aproveitam o AGRI-PV ainda precisam ser apoiados pelos subsídios comuns de política agrícola.
2. Todos os tipos de agro-PV precisam ser incluídos na legislação. A exclusão de agro-PV intercocada dos regulamentos reduz significativamente o potencial, apesar das evidências que mostram que os impactos negativos nos rendimentos das culturas podem ser limitados. Ao mesmo tempo, a terra agrícola precisa ser preservada para a produção de alimentos - p. Através de requisitos mínimos de rendimento de culturas e seu monitoramento robusto.
3. A pesquisa e desenvolvimento (P&D) precisam ser suportados. Os programas de P&D, juntamente com projetos piloto, são vitais para superar os desafios técnicos no setor agrícola. Eles devem simultaneamente levar em consideração a produção de energia, o rendimento da colheita e a biodiversidade. A AgRI-PV deve receber metas de capacidade específica e apoio financeiro dentro dos planos estratégicos do CAP dos Estados-Membros individuais. Com a agro-PV nos estágios iniciais de desenvolvimento na Europa Central, os governos devem considerar os subsídios do CAPEX como barreiras de entrada mais baixas para os agricultores. MB)
4. Agri-PV targets should be set within CAP. Agri-PV should be assigned specific capacity targets and financial support within the individual Member States’ CAP Strategic Plans.
5. Investment subsidies are necessary to include farmers in the energy transition. With agri-PV in early stages of development across Central Europe, governments should consider CAPEX subsidies to lower entry barriers for farmers.

Supporting Materials

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Metodologia

Resultados do país

Resultados detalhados do mapeamento potencial de agro-PV para cada um dos países analisados ​​são apresentados no relatório PDF. A metodologia por trás desses resultados, assim como as fontes de dados, são descritas na seção a seguir. Conforme descrito no relatório principal após

Solar parameters for land use efficiency calculations

For the purpose of the calculations, the design of the agri-PV systems was chosen in such a way that meets the shading requirements of different crop types, as well as the standard regulatory requirements. As described in the main report after  Laub et. al., rendimentos de culturas para bagas ou frutas atingem seu melhor desempenho com menos de 30 a 35% de sombra. O sistema AGRI-PV aéreo foi escolhido para atender a esses valores de sombreamento nas latitudes da Europa Central. A análise de sombreamento foi realizada usando o Agrivolatics.One Ferramenta de Ku Leuven. Foi escolhida uma orientação leste-oeste com um ângulo de inclinação típico de 15 graus para fornecer boas condições de sombreamento para as culturas, bem como para ampliar o perfil de geração para melhorar o equilíbrio do sistema de energia e aumentar os preços de captura solar. A altura de folga de três metros foi escolhida para acomodar bagas e pequenas árvores frutíferas. A taxa de transparência foi fixada em 22%, de acordo com os recentes parâmetros do produto do produtor de módulos bisol. A distância da linha a fila foi então otimizada para atender ao nível de sombreamento de 35%, além de corresponder à proporção típica de 0,7 MW/ha, conforme indicado por Fraunhofer ISE=. Para culturas principais como cereais, isso só é possível com o sombreamento de

Some countries require a minimum of 70-90% crop yield compared to a reference within their agri-PV legislative framework. For main crops like cereals, this is only possible with shading of 25% e menos, que por sua vez se traduz em uma taxa de cobertura do solo (GCR) abaixo de 20% nos sistemas fotovoltaicos tradicionais. Como o sombreamento nos painéis de agro-PV vertical varia significativamente dependendo da localização-de 10%, através de 15% para || 1156 20% for designs with around 10% GCR, the calculations assume a 10 metre row-to-row spacing. This resulted in a 0.25 MW capacity per hectare. This could be viewed as conservative, but it allows for the use of farming machinery such as combine headers. For most crops, this design guarantees a minimum of 80% crop yields compared to a reference.

Solar generation was calculated by multiplying the capacity by the capacity factors calculated using atlite for each analysed country, using the same PV system designs (tilt, azimuth, bifacial factor).

All the parameters used in the shading and solar generation calculations are presented in the report PDF.

Spatial potential mapping

The potential of agri-PV was calculated using the GLAES tool, following a methodology first introduced by Ryberg, Robinius and Stolten Em 2018 e posteriormente adotado, entre outros, pelo Comissão Europeia. Este relatório em particular se baseia no trabalho anterior do autor sobre o mapeamento potencial solar montado no solo de 2021.

Spatial data on arable land, pastures, fruit and berry plantations in the analysed countries was sourced from the European Commission’s Cobertura da terra Corine DataSet (edição de 2018). Várias exclusões foram então aplicadas para explicar zonas de buffer em estradas, ferrovias, linhas de energia, edifícios, florestas, corpos de água e áreas de proteção natural. Uma elevação e inclinação máxima também foram definidas. Enquanto a análise anterior do autor e a recente Relatório da Comissão Europeia Terra limitada usada para solar montada no solo para apenas áreas de solo de baixa qualidade, nenhuma exclusões foi aplicada às classes de solo no caso deste relatório. A agro-PV combina a geração de agricultura e eletricidade e, portanto, deve ser aplicável a áreas de solo de boa qualidade, abrindo mais potencial. Uma lista completa dos parâmetros de exclusão é fornecida no relatório PDF (depois Ryberg, Robinius e Stolten, com modificações de brasa seguindoInstrat, JRC and others).

After applying all exclusions, the programme limited the land available for agri-PV to areas within five kilometres of a grid connection point – a high-voltage to medium-voltage substation (based on OpenStreetMap data) – with the distance suggested by solar project developers for medium sized projects. In some studies, a 10 km distance is suggested for larger solar farms (> 10-20 MW), but at the moment these are far  menos frequente entre projetos agro-PV europeus. Foi feita uma exceção para a Eslováquia devido à baixa qualidade dos dados da grade e, portanto, exclusões extremamente altas resultantes do critério de proximidade da grade. A parcela de terras aráveis ​​disponíveis para agro-PV na eslováquia foi uma média dos resultados para outros países e depois ajustada para a menor parcela geral da eslováquia em terras aráveis ​​na área total do país em comparação com a média da Europa Central. pastagens e 0,7 MW/ha para agro-pv aéreo sobre frutas e bagas. Os resultados para terras aráveis ​​foram ainda desagregadas com base na parcela de terras aráveis ​​ocupadas por diferentes culturas principais-em particular trigo, cevada, aveia e centeio (

The resulting area was translated into installed capacity using values consistent with the other calculations present in the report – namely 0.3 MW/ha for interspaced agri-PV on arable land and pastures and 0.7 MW/ha for overhead agri-PV over fruits and berries. The results for arable land were further disaggregated based on the share of arable land occupied by different main crops – in particular wheat, barley, oats and rye ( Eurostat 2020 Dados). Sistema AGRI-PV interspado entre as culturas de trigo na Polônia. Os valores são fornecidos por hectare. Como usado em outros lugares do relatório, devido ao espaçamento da linha, a capacidade é de cerca de 0,3 mW/ha, traduzindo-se em 261 mwh/ha de geração anual de eletricidade em um design bifacial vertical leste-oeste (o raciocínio por trás desses parâmetros é descrito no primeiro rendimento da metodologia. Com base em dois cenários de preço:

Agri-PV profits per hectare

The report provides a simplified calculation of the revenues, costs and profits of an interspaced agri-PV system between wheat crops in Poland. Values are provided per hectare. As used in other places in the report, due to the row spacing the capacity is around 0.3 MW/ha, translating into 261 MWh/ha of annual electricity generation in a vertical bifacial east-west design (the reasoning behind these parameters is described in the first Methodology subchapter), and resulting in below 15% shading and a 11% yield (revenue) loss for wheat.

Revenues from electricity generation are calculated based on two price scenarios:

1. Usando a média 2023 preço de eletricidade por atacado para a Polônia-111,7 EUR/MWh (via Montel), multiplicada pela taxa de captura 0,89-EMBER de uma hora a hora de rendimento de 99.3 do valor da geração solar em comparação com o preço do baselô durante todo o dia, rendimento inteiro 99.3. Vale a pena notar que, no caso de agro-PV voltado para o leste-oeste, a taxa de captura pode ser potencialmente maior.
2. Using the 2023 renewables auction results for solar – with an average bid price of 76.2 EUR/MWh, guaranteed for a period of 15 years.

Costs were based on FRAUNHOFER ISE Custo nivelado das estimativas de eletricidade - 60 EUR/mWh, com 79,1% disso atribuído a Capex e o restante sendo Opex. Os dados consistentes do CAPEX AGRI-PV estavam disponíveis apenas para 2020; portanto, os valores do CAPEX foram ajustados para 2023 usando o aumento médio das despesas de capital para energia solar montada no solo entre 2020 e 2023 na Polônia- 21%. Isso resultou em um valor LCOE de 70,2 EUR/MWH.

Os lucros anuais por hectare foram calculados como a diferença entre receitas e custos. Dependendo do cenário de preço, as receitas anuais variaram entre 19900 e 25932 EUR/HA, os custos anuais foram de 18346 EUR/MWH. Precisa -se notar que a comparação do LCOE com os preços da eletricidade é simplificada.  Nenhum desconto foi aplicado às receitas, pois não havia detalhes disponíveis sobre o desconto (ou a falta dela) no LCOE AGRI-PV. O resultado final varia, portanto, dependendo do Fator de desconto (que também varia de acordo com o país) ou as futuras premissas de preço da eletricidade. Além disso, o LCOE foi fornecido por um período de 20 anos, enquanto os leilões têm uma garantia de preços de 15 anos e as previsões dos preços da eletricidade no final dos anos 2030 vêm com grandes incertezas. Os resultados também variam dependendo do modelo de propriedade e, portanto, dos custos de financiamento ou dos esquemas potenciais de compartilhamento de lucros entre agricultores, proprietários de terras e investidores solares. De acordo com as estimativas da

As a comparison, the revenues and costs of traditional wheat production (without agri-PV) were used. According to estimates by the  Câmara Agrícola da Greater-Poland, as receitas de 2024 trigo de inverno são estimadas em 1715 EUR/ha, com custos a 1812 EUR/ha, resultando em uma perda líquida de 97 euros/ha. Isso inclui apenas subsídios diretos básicos (116 euros/ha), com receitas significativas possíveis de outros subsídios à CAP. No entanto, uma parte importante desses subsídios ainda deve ser aplicável aos sistemas AGRI-PV. Também gostaríamos de ampliar nossa gratidão aos nossos parceiros: SolarPower Europe, Associação Polonês de Fotovoltaica, União Energética Moderna e Associação Solar Tcheca. Agradecemos as informações valiosas de Jiří Bomb sobre a legislação agrivoltaica tcheco e os comentários perspicazes de Adrianna Wrona do Instituto da Economia Verde.

Acknowledgements

Thanks

The authors would like to thank several Ember colleagues for their valuable contributions and comments, including Sarah Brown, Ali Candlin, Reynaldo Dizon, Harriet Fox, Dave Jones, Richard Black and others. We would also like to extend our gratitude to our partners: SolarPower Europe, Polish Photovoltaics Association, Modern Energy Union and Czech Solar Association. We appreciate Jiří Bím’s valuable insight into Czech agrivoltaic legislation and the insightful comments from Adrianna Wrona from the Green Economy Institute.

Photo credit

Title picture – SolarPower Europe, Školka Litomyšl picture – Kristýna Čermáková