農業用発電の5つの主な欠点

最近、インターネットで「アグリボルタイクス」という用語を目にしたことがあるかもしれません。そうでない場合は、このブログが正しいページです。このブログでは、アグリボルタイクス技術とは何か、それが農業ビジネスをどのように改善できるかについて説明します。ただし、アグリボルタイクスが広く使用されるようになるには、いくつかの困難な障害を克服する必要があります。この記事では、既存のアグリボルタイクスの欠点のいくつかについて説明します。

アグリボルタイクテクノロジーとは何ですか? 

アグリボルタイク技術は、従来の太陽光発電システムと同じ方法で電気を生成します。ただし、土地の二重利用を可能にするには、アグリボルタイクシステムが特定の技術的および構造的要件を満たす必要があります。

• モジュールベースのテクノロジー: 植物の成長に必要な光スペクトルを通過させるモジュール技術は、農業において特に重要です。たとえば、有機太陽光発電モジュール技術や半透明モジュール技術などです。
• 光制御: 農業発電システムの構築で最も難しいのは、発電と農業生産のバランスを取ることです。

アグリボルタイクスの欠点は何ですか?

農業技術はますます農業文化の一部になりつつありますが、この技術に熱中する前に、この技術のいくつかの欠点について知っておく必要があります。農業技術の 5 つの主な欠点は次のとおりです。

1. 農業生産システムには作物サイクルが必要

同じ農地を数年間維持すると、その区画に影響が出ます。これが、輪作がアグリボルタイクスにおいて非常に重要な要素である理由です。これは、アグリボルタイクスの最大の欠点の1つです。

2. 継続的な費用は政府の広範な介入を必要とする可能性がある

例えば、電力インフラの維持管理は、農家にとって新たな、そして費用のかかる課題となるだろう。さらに、農業機械が太陽光発電設備を損傷する可能性は、保険料にも影響を与えるだろう。

3. 農地の喪失を完全に回避することはできない

農地との競合やエネルギー産業と食料産業の対立を招くため、土地の喪失は太陽光発電にとって最大の障害となっている。しかし、農業は太陽光パネルの効率を向上させることが研究で示されている。どのような配置であっても、アグリボルタイクス（農業と太陽光発電を組み合わせたシステム）では必ず一定量の農地が失われる。失われる土地の量は作物によって異なり、パネルの設備にも左右される。とはいえ、アグリボルタイクスが通常の農場の農業生産量に匹敵する状況は限られているように思われる。

4. 複雑な業務には高い人件費が必要

アグリボルタイクスには、ほとんどの農家が持ち合わせていない高度な技術が必要となる。故障した機器を自分で修理するのは難しく、専門家を雇う必要が生じる。そのため、専門家の人件費は高額になり、多くの農家にとって負担となる可能性がある。羊と従来の太陽光発電システムを組み合わせたような、それほど高度な技術を必要としない複合利用モデルであっても、羊飼いの不足や高い最低賃金規制のため、自由市場で利益を上げることは極めて困難である。

5. 非常に限られた状況では、アグリボルタイクスは従来のシステムよりも優れている

アグリボルタイクスに最適な条件は限られているようです。レタス、ほうれん草、トマトなどの植物は日陰でも生き残ることができます。しかし、ある研究が指摘しているように、ほとんどの主要作物の日陰に対する耐性については、まだ十分に理解されていません。データのある主要作物についても、明るい見通しは立っていません。例えば、トウモロコシと小麦は米国で広く栽培されている作物ですが、日陰はこれらの作物の生育を著しく制限します。レタスなどの信頼できるアグリボルタイクス作物だけで、膨大な人口を養うことはできません。アグリボルタイクスの欠点を学んだところで、この技術の利点について見ていきましょう。

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Agrivoltaics の利点は何ですか?

農業の欠点について学んだ後、農業の利点は次のとおりです。

1. 土地生産性の向上

小麦を栽培する農場があり、土地の生産性が100%だと仮定しましょう。そこに太陽光発電システムを導入します。素晴らしいのは、農業生産量を減らすことなく導入できる点です。つまり、食料とエネルギーの両方を収穫することで、農場全体の生産性を向上させることができるのです。

2. 水消費量の削減

植物が栄養分を準備するには水が必要です。米国農務省経済調査局（USDA ERS）によると、灌漑には年間淡水の42%が使用されています。アグリボルタイックシステムでは、植物は（日照時間のピーク時以外は）太陽光発電モジュールによって日陰になるため、蒸散速度が遅くなります。

3. 太陽光発電の出力増加 

温度低下は太陽光発電モジュールに悪影響を及ぼします。発電量は華氏77度（摂氏25度）で最大となり、温度上昇に伴って減少します。太陽光発電モジュールの下に植物を植えると、周囲温度を華氏3～4度下げる効果があります。

4. 農家の健康改善

暑く日差しの強い天候の中での農業は、農家の健康にとって危険な場合があります。熱中症や皮膚がんは、暑く日差しの強い天候の中で何ヶ月も懸命に働く人々にとって、非常に現実的な懸念事項です。幸いなことに、ソーラーパネルは農家が作業するための十分な日陰を提供し、灼熱の太陽から切望されていた安らぎを与えてくれます。

5. 金銭的利益

アグリボルタイクスは、他の太陽光発電技術よりも利益率が高い。商業的な利点としては、同じ場所で良質な作物を栽培し、エネルギーを収集できることが挙げられる。太陽エネルギーは、家庭と農場の両方のニーズを満たす。余剰の太陽エネルギーを電力網に送電するために、系統連系型太陽光発電システムを設置する。それでは、アグリボルタイクスの仕組みについて見ていこう。

アグリボルタイクスはどのように機能しますか?

アグリボルタイクスの欠点について学んだ後、アグリボルタイクスがどのように機能するのか知りたいと思うはずです。アグリボルタイクスの太陽光発電システムは通常、地上設置型の太陽光発電アレイで構成され、太陽光パネルの列の下または列の間に作物が栽培されます。パネルは、農業機械が下を通過できるほどの高さのマウントに取り付けることができます。

1. 直射日光の要件

光合成を行うには、ほとんどすべての作物が直射日光、水、二酸化炭素の3つの要素を必要とします。しかし、作物によっては、これらの要素を他の作物よりも多く必要とするものや、少なく必要とするものがあります。より多くの日光を必要とする植物（米、小麦など）は、太陽光発電モジュールの下では生育できません。このような場合は、半日陰で育つ植物を選ぶ方が良いでしょう。

2. 過剰な太陽光照射に対する作物の反応

植物は日光を吸収し、それをクロロフィルやカロテノイドに変換して食物生産に役立てます。しかし、植物が受ける日光の量が光飽和点を超えると、作物は悪影響を受けます。

この課題に対する農家の解決策は、作物を保護し、それによって作物の品質を最適化するために人工の日陰を作ることでした。アグリボルタイクスのソーラーモジュールも同様の目的を果たします。つまり、作物に影を落として成長を促します。この後、アグリボルタイクス農業とは何かを学びましょう。

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アグリボルタイク農業とは何ですか? アグリボルタイク作物にはどのようなものがありますか?

太陽光パネルの下で作物を栽培することは、アグリボルタイック農業と呼ばれています。科学的な調査によると、この方法で栽培するとよく育つ作物がいくつかあります。このように土地利用を倍増させることで、世界人口の増加に対応する食料供給を賄うと同時に、再生可能エネルギーの生産にも役立つ可能性があります。

研究者が栽培に成功したアグリボルタイク作物には、アロエベラ、トマト、バイオガストウモロコシ、牧草、レタスなどがあります。レタスの品種によっては、直射日光下よりも日陰で収穫量が多くなるものもあれば、太陽光パネルの下でもほぼ同じ収穫量が得られる品種もあります。農業に関連した PV プロジェクトは、これまで、アグリボルタイク作物としてレタスやほうれん草などの葉物野菜や、ジャガイモ、大根、ビート、ニンジンなどの根菜類と組み合わせた場合に最も有望であることが実証されています。

牧草と大麦はオレゴン州で非常によく育っています。イチゴ、ブルーベリー、ラズベリー、コケモモも収穫量が多く、間違いなくアグリボルタイク作物リストに載るでしょう。

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「アグリボルタイクシステム」という用語はどういう意味ですか?

農業発電システムは、 太陽光発電と農産物の同時生産 同じ土地で太陽光パネルと作物が共存し、光を共有します。作物の一部の上に設置されたパネルが影を作り、栽培地域に一種の微気候を形成します。その結果、新鮮さが増し、植物に必要な水が少なくなり、蒸発による損失も減ります。

農業用発電システムの開発者は最近、災害や気候の乱れからの保護など、農家にとってのメリットを強調しています。灌漑の必要がないときでも (非常に雨の多い季節など)、ソーラー パネルはエネルギーを生成し、このエネルギーで農業機械、製粉所、浄水器、冷蔵ユニットに電力を供給する大きな機会が生まれます。これらはすべて、農村開発と収益の増加に貢献します。状況によっては、農家が過剰な水の使用を避け、余剰エネルギーを電力網に売却する意欲がある場合、太陽光発電は「利益のある収穫」と見なすこともできます。

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Agrivoltaics Greenhouse Relationship とは何ですか?

温室技術とは、ガラスなどの透明な素材で主に壁と屋根が作られた構造物である温室で植物を栽培することにより、植物に適した環境条件を提供する方法です。しかし、この技術は太陽光発電技術にも応用でき、その一例としてアグリボルタイクス温室とその環境への貢献が挙げられます。

Agrivoltaics 温室の利点は、極端な温度 (霜や熱波) から保護することです。温度制御の有無、漂白の有無にかかわらず温室で、高温時の日陰による温度振幅の減少や霜による温室効果のある野外で保護します。この技術は、屋根付きの密閉型温室、配置システムを備えた野外、または構造に組み込まれた自動安全ネットの展開によって、雹からも保護します。その他の利点としては、作物の陰による植物の蒸発散量の減少による水使用量の削減、農業生産の増加などがあります。もう 1 つの利点は、太陽光発電による灌漑です。

この革新的な Agrivoltaics 温室技術は、食糧生産を増大させ、水の消費を最小限に抑えると同時に、電気と追加の現金を生み出す可能性を秘めています。作物が栽培されている同じ土地に設置されたソーラーパネルにより、栽培者は実質的に太陽のエネルギーを 2 度収穫できます。

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農業発電の平均コストはいくらですか? 農業発電は利益を生みますか?

アグリボルタイクスは世界中でますます人気が高まっています。それでは、アグリボルタイクスのシステム導入にかかる費用を見てみましょう。

地上から高い位置に設置されるアグリボルタイクスシステム（太陽光パネルの下で農業機械が稼働できるようにする必要がある）の価格は、従来の太陽光発電所よりもかなり高額です。専門家は、基礎工事を含むプラント全体の建設費用は、約435ドル/kWになると試算しています。

設置ソリューションの費用は1kWあたり約140ドルから240ドルと見込まれており、非常に透明なモジュールでは1kWあたり最大330ドルかかる可能性があります。設置場所の準備とコンポーネントの展開にかかる費用は、1kWあたり約270ドルから380ドルです。

アグリボルタイクスは儲かるかどうか迷っているなら、儲かります。一見すると、アグリボルタイクス プロジェクトの開発者は、場所の特定、土壌と環境に関する報告書、開発計画、さまざまな種類の法定費用など、承認手続き全体を通じて多くの費用を負担しなければならないように思えるかもしれません。しかし、システムが正確に設置されれば、長期的には儲かると言っても過言ではありません。それでは、インドのアグリボルタイクスについて学んでいきましょう。

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インドではアグリボルタイクスが利用可能でしょうか?

再生可能エネルギーと地上型太陽光発電の設置には土地が必要であるため、アグリボルタイクスはインドで始まりました。土地は貴重な商品であるため、再生可能エネルギー産業とインフラ産業の間で土地をめぐる競争が起こっています。農業生産を犠牲にして再生可能エネルギーの容量が強化されれば、農業コミュニティは損害を被ることになります。

エネルギー経済・金融分析研究所による新たな分析によると、適切な政策枠組みが整備されれば、アグリボルタイクス（農業と太陽光発電を組み合わせたシステム）はインドにおける新たな主要な再生可能エネルギー市場となる可能性がある。

農村地域と農業生産性を保護するための措置は、この分野の政策および規制改革において重要な要素となるべきである。アグリボルタイクスとは、農業生産性を高く維持する手法で、農業と太陽光発電を統合したものである。インドの国土面積の約60%が農業用地であるため、アグリボルタイクスは理論的には他のほとんどの国よりもインドにおいて有利な立場にある。

アグリボルタイクスは、インド全土に分散させることで、インドの再生可能エネルギーの普及を加速させるのに役立つ可能性がある。研究によると、特定の作物は適度な日陰に耐えることができ、過度の暑さの中では、低温と土壌水分の改善によって恩恵を受けるものもある。現在、さまざまなパネル構成を利用した約20のプロジェクトが進行中であり、インドはすでに最適な方法、作物、条件を確立し始めているが、アグリボルタイクス分野がその潜在能力を最大限に発揮するには、数多くの政策課題にも対処する必要がある。大規模なアグリボルタイクスプロジェクトのいくつかは2023年に登場する可能性がある。マハラシュトラ州に拠点を置くGro Solar Energy社は、マハラシュトラ州ドゥレ地区シンダケデ郡デガオンで7MWの交流太陽光発電プロジェクトをすでに受注している。

これで、アグリボルタイクスの仕組み、アグリボルタイクスの長所と短所、アグリボルタイクス農業とは何かなど、すべての情報が得られました。農業はあらゆる文明の基盤であり、食料と食料生産者なしでは、この世界が生き残ることはほぼ不可能です。時代の変化とともに、農業分野では多くの優れたトレンドや技術が登場しており、これらのことについて学ぶように努めなければなりません。

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