Aurinkoenergiapelto – Kestävän kasvinviljelyn ja energiantuotannon yhdistäminen

Hankkeessa on suoritettu pellon olosuhde- ja kasvustomittauksia sekä kasvien kasvun simulointia Helsingin yliopiston tutkimuspellolla Viikissä. Viikin tutkimuspellolla on tehty mittauksia muun muassa ilman ja maan kosteudesta ja lämpötilasta, sadannasta sekä tuulesta. Kasvien kasvua on seurattu lehtialaindeksin, biomassamittausten ja klorofyllipitoisuuden avulla. Myös sadon laatuominaisuuksia on arvioitu analysoimalla proteiininäytteitä laboratoriossa. Vehnän lisäksi mittauksia tehdään jatkossa nurmesta.

Hankkeen tavoitteena on kehittää Suomen olosuhteisiin sopiva simulointimalli, jonka avulla voidaan arvioida, millaisia satoja aurinkoenergiajärjestelmien yhteydessä on mahdollista saada. Lisäksi selvitetään, miten korkealle ja mille etäisyydelle toisistaan aurinkopaneelit kannattaa asentaa, sekä kuinka ne tulisi suunnata, jotta voidaan optimoida auringonsäteily viljelykasveille erityyppisissä aurinkosähköjärjestelmissä.

Hankkeessa on simuloitu auringonvalon etenemistä ja määritetty aurinkopaneelien aiheuttamaa varjostusta, jonka avulla arvioidaan, kuinka paljon kasvien saama säteily vähenee. Lisäksi on selvitetty optimaalisia tapoja asentaa aurinkopaneelit viljelyyn käytetylle pellolle, jotta sekä maatalous että energiantuotanto olisivat kannattavia.

Säteenseurantatekniikalla on ollut mahdollista mallintaa aurinkopaneelien ja maanpinnan saaman säteilyn määrää laskennallisin menetelmin. Laskelmien lopputuloksena saadaan vuotuisen auringonsäteilyn jakauma, jonka perusteella voidaan arvioida aurinkoenergian tuotantoa ja satomäärää.

Alustavien tulosten mukaan paras tasapaino energiantuotannon ja kasvinviljelyn kannalta saavutetaan kaakkoon suunnatuilla paneeleilla katosrakenteena asennetuilla aurinkopaneeleilla. Paneelien alle jäävälle alueelle muodostuu tasainen varjostus, joka soveltuu varjoa sietäville viljelykasveille. Pystysuuntaisesti asennetut paneelit taas sopivat kasveille, jotka tarvitsevat enemmän auringonvaloa, koska rivien välinen alue jää osittain vapaaksi varjostushäviöistä.

Näiden tulosten perusteella kehitetään optimointiohjeet aurinkomaatalousjärjestelmien suunnittelulle.

Hankkeessa tarkastellaan myös aurinkomaatalouden liiketoimintamalleja, joiden suhteen on keskitytty pystysuuntaisesti asennettuja aurinkopaneeleita. Tarkastellussa mallissa viljelijä vuokraa pellostaan aurinkopaneelien vaatiman alan energiayhtiölle ja jatkaa viljelyä jäljellejäävällä alueella. Energiayhtiö vastaa aurinkosähköjärjestelmän asennuksesta ja ylläpidosta ja saa energian myynnistä tulevat tuotot. Viljelijä puolestaan saa energiayhtiöltä kiinteän vuokran ja muulta pellon osalta maataloustuet.

Alustavat selvitykset viittaavat siihen, että vuokratulot voisivat mahdollisesti kompensoida maatalouden tappioita ja parantaa maatilan kannattavuutta. Se tekisi mallista taloudellisesti kannattavan viljelijöille tarjoamalla lisätuloja vuokrien kautta.

Lisäksi hankkeessa kehitetään maanvuokraussopimusmallia, jossa pyritään selkeyttämään mm. vastuiden jakautumista, vakuutuskäytäntöjä, taloudellisia ehtoja sekä järjestelmän purkuvelvoitetta vuokra-ajan tai käyttöiän päätyttyä.

Alustavien tulosten mukaan aurinkomaatalous osoittaa potentiaalia säilyttää maatalouden kannattavuus ja samalla edistää merkittävästi uusiutuvan energian tuotantoa.