Maliny sbíráme každé tři dny a už se zabýváme možností robotizované sklizně, říká vědec zkoumající agrovoltaiku

Výzkumníci na České zemědělské univerzitě v Praze už dva roky zkoumají, jak skloubit výrobu elektrické energie a pěstování plodin. Výsledky zatím ukazují, že plody malin pod agrovoltaikou jsou shodné s těmi bez panelů.

V malém atriu uprostřed pavilonu Technické fakulty České zemědělské univerzity v Praze by maliníky rostoucí pod soláry hledal málokdo. Právě tady se ale mezi laboratořemi, učebnami a kabinety ukrývá pokusná agrovoltaika, která kombinuje pěstování plodin a výrobu elektřiny.

„Pro každého pěstitele je důležité, jak zastínění ovlivní růst, vyzrávání plodů nebo jejich obsah cukru, případně jak porost hospodaří s vodou, což jsou otázky, na které je potřeba hledat odpovědi,“ říká Milan Kroulík, který výzkum na Technické fakultě rozvíjí. Výsledky zatím vypadají dobře, a prospěšnost je dokonce vzájemná, protože vypařování vody z rostlin může zlepšit účinnost fotovoltaických panelů.

Pro mnohé je těžké si představit, jak prakticky spojit výrobu elektrické energie a pěstování plodin. Jak vypadá vaše pokusná instalace přímo tady na fakultě?

Rozhodli jsme se nainstalovat fotovoltaickou elektrárnu nad maliníky. Máme vlastní konstrukci vysokou přibližně tři metry. Využíváme neprůsvitné panely se stíněním na padesáti procentech, kterého dosahujeme střídáním panelů a mezer tak, aby propustnost světla odpovídala požadovanému poměru. Máme také kontrolní variantu bez zastínění, abychom mohli pozorovat rozdíly.

Tady ve škole pěstujeme dvě odrůdy Polka a Tulameen. Celkově máme 30 keřů malin pod panely a 30 mimo, ve třech řadách. Sledujeme, jak instalace fotovoltaiky ovlivňuje jejich výnosy, kvalitu plodů i celkovou kondici porostu. Zatím se ukazuje, že tyto stínomilné druhy, maliny běžně nacházíme v lese, pod panely prospívají.

Jak dlouho se už výzkumu věnujete?

V tuto chvíli máme za sebou dva roky sledování. Projekt pokračuje ještě tento rok, ale určitě nechceme skončit. Plánujeme výzkum prodloužit a dále rozšiřovat. Kromě malin zvažujeme zasadit a sledovat také borůvky.

Mezi obavy zemědělců patří to, jak zastínění ovlivní samotné plody. K jakým výsledkům jste po dvou letech výzkumu došli?

Pro každého pěstitele je důležité, jak zastínění ovlivní růst, vyzrávání plodů nebo jejich obsah cukru, případně jak porost hospodaří s vodou, což jsou otázky, na které je potřeba hledat odpovědi. Proto je jedním z hlavních cílů našeho projektu právě sledování dopadů agrovoltaiky na kondici rostlin a výnos plodů. Pravidelně sbíráme plody a sledujeme jejich kvalitu. Zaznamenáváme jejich velikost, hmotnost, ale i obsahy různých látek, vitamínů a kyselin. Sledujeme také kondici keřů, jak rostou, transpiraci (výdej vody povrchem rostliny, pozn. aut.) nebo aktivitu fotosyntézy.

Z dosavadních výsledků vyplývá, že u malin jsme nezaznamenali zásadní rozdíly ve výnosu ani kvalitě plodů mezi zastíněnou a nezastíněnou plochou. Díky srovnání vidíme, že rostliny pod panely lépe zvládají horké letní dny. Efektivněji využívají vodu a celkově prospívají ve vyšších teplotách lépe než na plně osluněné ploše.

Zaměřujeme se ale i na další faktory. Například zkoumáme, jak rostliny ovlivňují samotnou výrobu elektrické energie. Díky vypařování vody z rostlin dochází k ochlazování okolí, což může zlepšit účinnost fotovoltaických panelů. Prospěšnost je v tomto případě vzájemná.

Jak vypadala letošní sklizeň malin?

Sklízíme velmi intenzivně a s kvalitou jsme spokojeni. Loni, kdy byl porost v plné plodnosti a začala plodit i dvouletá odrůda Tulameen, jsme sklidili 85 kilogramů velmi kvalitního ovoce. Sklízíme dokonce každé tři dny, jinak se maliny začnou rychle kazit. Zabýváme se kvůli tomu možností robotizované sklizně, protože je náročné se o to starat. V rámci fotovoltaické elektrárny už provozujeme robotické sekačky.

Co po sklizni s malinami děláte?

Část sklizně vždy podrobujeme rozborům, sledujeme obsah jednotlivých látek. Zbytek se zpracuje tady na fakultě, s tím není problém. Uvažujeme ale také nad dalším zpracováním v potravinářském pavilonu, experimentujeme s lyofilizací, tedy sušením mrazem.

K tomu by se dala využít i vyrobená elektřina. Jaký má výkon vaše elektrárna?

Je to menší instalace s maximálním výkonem kolem pěti kilowattů. Přebytečnou energii v teplých měsících využíváme na pohon čerpadel a zavlažování. Do budoucna by bylo možné uvažovat například o chladicím boxu pro uskladnění ovoce, i když zatím nemáme problém s okamžitou spotřebou malin.

Benefitem agrovoltaiky by mohla být i ochrana plodů před silnými dešti a kroupami. Potkali jste se s něčím podobným?

U nás jsme zatím, musím to zaklepat, takovou situaci nezažili. Už nyní ale vidíme, že zastínění pomáhá rostlinám lépe snášet letní vedra a snižuje riziko popálení listů slunečním zářením.

Možnost ochrany je důležitá zejména u sadů. Konstrukce v nich bývají výrazně vyšší než ty v menších výsadbách, aby umožnily dostatečný prostor pro růst stromů i instalaci ochranných sítí. Otázkou zůstává, zda by panely mohly plně nahradit protikroupové sítě, protože zatím nezakrývají plochu tak efektivně. Hrozí například, že kroupy proniknou bočními stranami.

Může ochránit agrovoltaika před výkyvy teplot?

U menší výsadby, jako je tato, je vliv fotovoltaických panelů na mikroklima omezený, zejména kvůli umístění ve dvoře. U větších ploch už lze předpokládat ochranný efekt, například proti jarním mrazíkům. Z našeho stávajícího výzkumu to ale nedokážeme určit.

Jak ovlivňují panely biodiverzitu?

U nás se například ukázalo, že jsou maliníky velmi atraktivní pro včely. Obecně jde o keře kvetoucí celou sezónu, takže jim poskytují nepřetržitou potravu, což přitahuje značné množství opylovačů.

Biodiverzitu je důležité dále zkoumat, ale ukazuje se, že zejména u polí by fotovoltaické panely mohly přispět ke zvýšení biodiverzity. Pravděpodobně může dojít ke změně druhového složení živočichů. Na jaře se mikroklima pod panely rychleji ohřívá, což může podpořit časnější výskyt některých druhů, zatímco v létě může přehřívání vést k migraci jiných. Celkové dopady se zatím jeví spíše pozitivně, a to i z hlediska posílení biodiverzity.

Ovlivňuje agrovoltaika také zadržování vody v krajině?

Určitou roli mohou sehrát biopásy v místech panelů. Vliv bude záviset na orientaci a typu instalace. Například vertikální panely mohou pomoci přerušit odtokové linie, zatímco u horizontálních instalací sledujeme dopad na kapkovou erozi a vymílání půdy. Důležitý pro praxi je způsob hospodaření s vodou, například instalace okapových systémů by mohla výrazně prodražit konstrukci. Je potřeba vyřešit soustředěný odtok vody z panelů a hledat způsoby jejího zasakování.

Jaké další plodiny mimo maliníky jsou vhodné pro kombinovanou výrobu elektřiny?

Ve výběru plodin jsme limitováni prováděcí vyhláškou, která omezuje instalaci elektráren nad trvalé kultury. V rámci těchto ploch je možné si představit instalaci ve většině případů. První také vznikají. Jedná se o sady a vinice, zmíněné druhy drobného ovoce. Nabízí se dále chmelnice, školkařské provozy a plochy se stínomilnými druhy.

Vystupujete pravidelně na zemědělských konferencích a dalších akcích. Vnímáte mezi pěstiteli zájem o toto téma?

Diskuze je velmi živá a často otevíraná. Zájem o agrovoltaiku je patrný.

Co tato inovace přináší tuzemským zemědělcům a ovocnářům z ekonomického hlediska?

Je pozitivní, že obnovitelné zdroje energie můžeme využívat i na zemědělských plochách tak, aby se efektivně kombinovalo pěstování s výrobou elektrické energie. Zejména ovocnářům, kteří čelí ekonomickým výzvám, může agrovoltaika otevřít nové příležitosti, například kombinaci výroby energie pro vlastní spotřebu v chladírnách a sušárnách nebo provoz robotických a autonomních systémů. Další vývoj ukáže, jaké konkrétní výhody tato technologie může v praxi přinést.

Instalace agrovoltaiky je podstatně dražší než klasická pozemní nebo střešní fotovoltaika. Vyplatí se zemědělcům do ní investovat?

Je to velice složité. Ekonomická stránka agrovoltaiky je komplexní a závisí na mnoha faktorech, včetně vstupních investic, dotačních možností, využití vyrobené energie a výnosnosti samotné produkce. Návratnost investice nemusí být vždy bezproblémová, zvláště pokud jde o instalace na zemědělské půdě, kde jsou projekty zatím spíše ve fázi pilotních farem. Ve výsledném projektu se musí zhodnotit všechny tyhle aspekty a parametry. Přínos se ukáže v budoucnosti.

Ve Francii se již agrovoltaika testuje na hektarech půdy. Sledujete také zahraniční výzkumy?

Určitě i v zahraničí je toto novější, ne zcela probádané téma. Sledujeme vývoj v jiných zemích, ale vždy je potřeba přihlédnout ke konkrétním klimatickým podmínkám a potenciálu slunečního záření. To je samozřejmě jiné v Itálii nebo jižní Francii než ve střední Evropě. V jižních státech se běžně potýkají s jinými teplotami a intenzitou slunečního záření, kde je zastínění žádoucí, aby se zabránilo poškození plodů. Bude se to ale týkat postupně i Česka s přicházející změnou klimatu a extrémními projevy počasí.

Budete se tématu věnovat dále?

Určitě, máme tady na fakultě už vybudované zázemí. Firmy s námi mají zájem spolupracovat na vývoji a výzkumu. Chceme se pustit navíc do hledání dalších možností využití, například v oblasti polní robotiky nebo autonomních systémů pro zemědělství.

Rýsuje se také spolupráce s dalšími pěstiteli. Kromě menší instalace u nás ve škole v Suchdole spolupracujeme se Školkami Litomyšl. Letos na jaře plánujeme začít měřit také na instalaci ve Výzkumném a šlechtitelském ústavu ovocnářském Holovousech. Není sice naše, ale po domluvě s ústavem můžeme ověřovat některé parametry i pod jejich panely.

Tento  článek vznikl díky podpoře z Journalismfund Europe.