Ανασκόπηση βασικών κατηγοριών αγροτικών φωτοβολταϊκών: Ταξινόμηση βάσει προσαρμοστικότητας σεναρίου

Ως τυπική πρακτική της ολοκληρωμένης χρήσης γης, τα γεωργικά φωτοβολταϊκά ταξινομούνται κυρίως με βάση τη συμβατότητα μεταξύ των χαρακτηριστικών του γεωργικού σεναρίου και των μεθόδων ολοκλήρωσης φωτοβολταϊκών συστημάτων. Διαφορετικές κατηγορίες έχουν διακριτά χαρακτηριστικά στο δομικό σχεδιασμό, την επιλογή των καλλιεργειών και τη λειτουργική έμφαση, διαμορφώνοντας συλλογικά ένα διαφοροποιημένο τοπίο βιομηχανικών εφαρμογών.

Με βάση τη χωρική σχέση μεταξύ γεωργικών σεναρίων και φωτοβολταϊκών συστημάτων, τα γεωργικά φωτοβολταϊκά μπορούν να χωριστούν σε αγροτικούς-συμπληρωματικούς τύπους εδάφους-φωτοβολταϊκούς, τύπους γεωργικών φωτοβολταϊκών που βασίζονται σε εγκαταστάσεις- και γεωργικούς τύπους υδρόβιων φωτοβολταϊκών. Οι συμπληρωματικοί τύποι γεωργικών-φωτοβολταϊκών-τοποθετημένων στο έδαφος είναι οι πιο συνηθισμένοι. Περιλαμβάνουν την ανέγερση φωτοβολταϊκών στηρίξεων σε καλλιεργήσιμη γη ή ήπιες κλίσεις, διατηρώντας το αρχικό καλλιεργημένο στρώμα κάτω από τα πάνελ. Αυτός ο τύπος είναι κατάλληλος για φύτευση χαμηλών-καλλιεργειών όπως το σιτάρι και το καλαμπόκι, ή για λαχανικά με ανεκτικότητα σε σκιά, με βασική αρχή να επιτυγχάνεται κέρδος παραγωγής ενέργειας ενώ διασφαλίζεται η βασική έκθεση στο ηλιακό φως για τις καλλιέργειες. Τα γεωργικά φωτοβολταϊκά{11}}που βασίζονται σε εγκαταστάσεις ενσωματώνονται σε εγκαταστάσεις όπως θερμοκήπια και υπόστεγα. Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία χρησιμεύουν ως υλικά κάλυψης στέγης ή πρόσθετες κατασκευές, αντικαθιστώντας τα παραδοσιακά φιλμ θερμοκηπίου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και βελτιστοποιώντας το μικροκλίμα μέσα στο θερμοκήπιο μέσω ρύθμισης της μετάδοσης φωτός. Αυτός ο τύπος χρησιμοποιείται συχνά σε σενάρια υψηλής-προστιθέμενης αξίας-όπως η καλλιέργεια φρούτων και λαχανικών και η παραγωγή δενδρυλλίων λουλουδιών, όπου ο έλεγχος της θερμοκρασίας και του φωτός είναι ζωτικής σημασίας. Η πλωτή φωτοβολταϊκή γεωργία χρησιμοποιεί υδάτινα σώματα όπως ιχθυοδοχεία και δεξαμενές, δημιουργώντας φωτοβολταϊκές συστοιχίες στην επιφάνεια του νερού ενώ η υδατοκαλλιέργεια συνεχίζεται κάτω από τα πάνελ. Η ψυκτική επίδραση του νερού ενισχύει την απόδοση παραγωγής ενέργειας των φωτοβολταϊκών μονάδων, ενώ ταυτόχρονα μειώνει την εξάτμιση και την ανάπτυξη φυκών, δημιουργώντας έναν οικολογικό κύκλο «φωτοβολταϊκής{18}}συμβίωσης υδατοκαλλιέργειας».

Με βάση την ικανότητα των φωτοβολταϊκών μονάδων να ρυθμίζουν το ηλιακό φως, μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε ημιδιαφανείς και αδιαφανείς τύπους. Οι ημιδιαφανείς τύποι χρησιμοποιούν ημι-διαφανείς μονάδες ή εγκατεστημένες μεθόδους με διάκενο-, που επιτρέπουν την κατευθυντική μετάδοση συγκεκριμένων μηκών κύματος φωτός, κατάλληλες για καλλιέργειες που αγαπούν τη σκιά. Οι αδιαφανείς τύποι στοχεύουν στη μεγιστοποίηση της απόδοσης παραγωγής ενέργειας και είναι κατάλληλοι για καλλιέργειες με χαμηλότερες απαιτήσεις φωτός ή υψηλή ανοχή στη σκίαση.

Με βάση το κύριο μοντέλο γεωργικής παραγωγής, μπορούν επίσης να χωριστούν σε βοσκοτόπους-συμπληρωματικά φωτοβολταϊκά και δασικά-συμπληρωματικά φωτοβολταϊκά. Το πρώτο συνδυάζει φωτοβολταϊκές συστοιχίες με βοσκότοπους, με την κτηνοτροφία να λαμβάνει χώρα κάτω ή γύρω από τα πάνελ, χρησιμοποιώντας φωτοβολταϊκή σκίαση για τη μείωση των επιπτώσεων της καλοκαιρινής ζέστης στα ζώα. Το τελευταίο αναπτύσσει φωτοβολταϊκές συστοιχίες σε κενά στη δασική γη, εξισορροπώντας την ανάπτυξη των δέντρων και την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, και βρίσκεται συνήθως σε αραιά δάση ή περιοχές που υφίστανται οικονομική μεταμόρφωση δασών. Αυτές οι κατηγορίες, μέσω ακριβούς αντιστοίχισης σεναρίων και προσαρμογής τεχνολογίας, συνεχίζουν να διευρύνουν τα όρια εφαρμογής των αγροτικών φωτοβολταϊκών.