
Γράφουν από το Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας η Καθηγήτρια του Τμήματος Γεωπονίας – Αγροτεχνολογίας κ. Χρυσούλα Παπαϊωάννου και ο Καθηγητής του Τμήματος Γεωπονίας, Φυτικής Παραγωγής και Αγροτικού Περιβάλλοντος κ. Νικόλαος Κατσούλας.
Την ενεργειακή απόδοση θερμοκηπίων με εγκατάσταση φωτοβολταϊκών και συστημάτων εφαρμογής διοξειδίου του άνθρακα (CO2) μελετά ένα φιλόδοξο ευρωπαϊκό πρόγραμμα ύψους 5,5 εκατ. ευρώ, το οποίο εντάσσεται στα προγράμματα «Horizon Europe» και στο οποίο συμμετέχουν τέσσερις ευρωπαϊκές χώρες και μία ασιατική.

Το συγκεκριμένο πρόγραμμα έχει τίτλο «Crop Responsive Greenhouse Agrivoltaics System with CO2 Enrichment for Higher Yields» (Σύστημα αγροβολταϊκών θερμοκηπίου προσαρμοζόμενο στις ανάγκες της καλλιέργειας με εμπλουτισμό CΟ2 για υψηλότερες αποδόσεις), είναι γνωστό με το ακρωνύμιο REGACE, και στο πλαίσιό του θα διερευνηθούν οι ενέργειες που απαιτούνται και τα νομοθετικά μέτρα που πρέπει να ληφθούν, προκειμένου να προστατευθεί η υψηλής αξίας αγροτική γη από την άκαιρη και άναρχη εγκατάσταση φωτοβολταϊκών συστημάτων σε ευρωπαϊκές και αλλά και σε άλλες χώρες.
Η σχετική τεχνολογία θα δοκιμαστεί σε έξι θερμοκήπια χωρικά τοποθετημένα μεταξύ Αμβούργου (βορειότερη θέση) και Ιερουσαλήμ (νοτιότερη θέση).
Τα τρία από αυτά τα θερμοκήπια βρίσκονται στα Πανεπιστήμια της Θεσσαλίας, του Βερολίνου και της Βιέννης, τα δύο σε συνεταιρισμούς στην Ιταλία (Fattoria Solidale del Circeo [FSC]) και στη Γερμανία (Bio-Gärtnerei Watzkendorf GmbH), ενώ το έκτο θερμοκήπιο βρίσκεται στο Κέντρο Έρευνας και Ανάπτυξης στο Ισραήλ (Triangle Research and Development Center [TRDC]). Οι προσομοιώσεις και η υπόλοιπη μοντελοποίηση θα γίνει από το Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας και το Πανεπιστήμιο Tor Vergata της Ρώμης.
Στην ερευνητική ομάδα του προγράμματος REGACE συμμετέχουν και τρεις εταιρείες, η πρώτη από τις οποίες είναι η «Trisolar-Innowadi Group Ltd» από το Ισραήλ, η οποία έχει κατασκευάσει τα φωτοβολταϊκά πάνελ που θα χρησιμοποιηθούν από όλους τους εταίρους. Οι άλλες δύο εταιρείες που συμμετέχουν στην ερευνητική ομάδα είναι η «Interteam Project Management IT» από το Ισραήλ και η «Time.lex TL» από το Βέλγιο, οι οποίες θα ασχοληθούν αντίστοιχα με τη διάχυση των αποτελεσμάτων του προγράμματος και με τη νομοθεσία.
Στο πρόβλημα της αύξησης αφενός των τιμών της ηλεκτρικής ενέργειας (η οποία σε πολλές περιπτώσεις ξεπερνά το 25-30% του κόστους των λειτουργικών δαπανών ενός θερμοκηπίου) και αφετέρου του πληθυσμού της γης (για τον οποίο πρέπει να επιτευχθεί εξασφάλιση της διατροφής του), έρχεται να δώσει λύσεις το πρόγραμμα REGACE, με τη μεθοδολογία του οποίου προβλέπεται να αυξηθεί η ενεργειακή και οικονομική απόδοση φωτοβολταϊκών συστημάτων που είναι εγκαταστημένα σε θερμοκήπια.
Χωρίς να απαιτούνται νέες εγκαταστάσεις για τη στήριξη των φωτοβολταϊκών συστημάτων σε ένα θερμοκήπιο, αυτό θα είναι ικανό να μεγιστοποιεί το όφελος από την ηλιακή ακτινοβολία, λαμβάνοντας υπόψη όχι μόνο τις εκάστοτε κλιματικές συνθήκες του περιβάλλοντος αλλά και τις ανάγκες της καλλιέργειας αυτής καθαυτής.
Ο ρόλος του CO2
Και ενώ ένα θερμοκήπιο με φωτοβολταϊκά λειτουργεί απρόσκοπτα σε συνθήκες υψηλής ηλιοφάνειας, όπως συμβαίνει τους καλοκαιρινούς μήνες στην Ελλάδα, τον χειμώνα και σε συνθήκες χαμηλής έντασης ηλιακής ακτινοβολίας τα φυτά «ανταγωνίζονται» τα φωτοβολταϊκά, αφού και τα δύο «ψάχνουν» για φως.
Στην περίπτωση λοιπόν αυτή, η λύση που προτείνει το πρόγραμμα REGACE δίνει μικρό προβάδισμα στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ αντισταθμίζει τη μειωμένη ακτινοβολία με έναν πρωτότυπο τρόπο: με τροφοδοσία του αέρα του θερμοκηπίου με επιπλέον ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα, προκειμένου να μην επηρεάζεται αρνητικά η παραγωγή της καλλιέργειας.
Σε ένα περιβάλλον όπου αναπτύσσονται φυτά, η συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα παίζει πολύ μεγάλο ρόλο σε μια από τις βασικές λειτουργίες της φυσιολογίας του φυτού, όπως είναι η φωτοσύνθεση. Με το πρόγραμμα REGACE, η δαπάνη για την προμήθεια διοξειδίου του άνθρακα θα υπερκαλύπτεται από την επιπλέον ηλεκτρική ενέργεια που θα παράγεται από το εγκαταστημένο φωτοβολταϊκό σύστημα στο θερμοκήπιο.
Σύμφωνα με τα παραπάνω, το πρόγραμμα REGACE θα χρησιμοποιήσει και θα αξιολογήσει πρωτότυπη και καινοτόμο τεχνολογία και παράλληλα θα αναπτύξει τεχνογνωσία, προκειμένου να καταστήσει τη χρήση αγροβολταϊκών (agrivoltaics) σημαντικό παράγοντα στο χαρτοφυλάκιο καθαρής ενέργειας της Ε.Ε.
Η τεχνολογία του προγράμματος REGACE είναι ιδιαίτερα ανταγωνιστική σε σύγκριση με άλλες λύσεις, διότι δίνει τη δυνατότητα παραγωγής καθαρής ενέργειας με προβλεπόμενο κόστος 600 ευρώ ανά kW, σε σύγκριση με το κόστος των 880 ευρώ ανά kW το οποίο απαιτείται για την απευθείας τοποθέτηση ενός φωτοβολταϊκού συστήματος στο έδαφος.
Επιπλέον, θα επιτρέψει τη χρήση της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας και σε περιοχές με λιγότερη ηλιοφάνεια, οι οποίες προς το παρόν κρίνονται ακατάλληλες για τοποθέτηση αγροβολταϊκών.
Ο σχεδιασμός αυτής της τεχνολογίας μειώνει τα κόστη κατασκευής και συντήρησης, συντομεύει τη διάρκειας εκτέλεσης του έργου και γενικά οδηγεί στη μείωση των εκπομπών CO2 σε πάρα πολλά στάδια, τόσο της γεωργικής παραγωγής όσο και της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Οικολογική βιωσιμότητα
Εκτός από τον οικονομικό παράγοντα, θετική είναι η επίδραση του έργου και όσον αφορά την οικολογική – περιβαλλοντική βιωσιμότητα των θερμοκηπίων και το οικολογικό τους αποτύπωμα, ενώ δίνει τη δυνατότητα σε ιδιοκτήτες θερμοκηπίων –ακόμη και μικρών εκμεταλλεύσεων– να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στην παραγωγή ενέργειας.
Τα θερμοκήπια στα οποία στοχεύει το πρόγραμμα REGACE διαφέρουν σε σχήμα, μέγεθος, υλικά κατασκευής, μεθόδους καλλιέργειας και μεθόδους εμπλουτισμού του αέρα του θερμοκηπίου με διοξείδιο του άνθρακα, καθώς και στα καλλιεργούμενα είδη φυτών. Επίσης διαφέρει ο εξοπλισμός και τα συστήματα για θέρμανση, ψύξη, δροσισμό, αερισμό κ.λπ..
Οι διαφοροποιήσεις αυτές και η μεγάλη ποικιλία στην εφαρμογή φωτοβολταϊκών συστημάτων σε υφιστάμενα θερμοκήπια, θα ληφθούν υπόψη στις προσομοιώσεις του προγράμματος, με σκοπό την εξαγωγή ασφαλών συμπερασμάτων και οδηγιών.
Ο ρόλος του Παν/μίου Θεσσαλίας
Το Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας διαθέτει Πιλοτικό Θερμοκηπιακό Πάρκο στο Βελεστίνο, όπου θα τοποθετηθεί η φωτοβολταϊκή τεχνολογία του προγράμματος REGACE.
Η διεξαγωγή των σχετικών ερευνών θα επιτευχθεί με τη συμβολή του Καθηγητή και Διευθυντή του Εργαστηρίου Γεωργικών Κατασκευών και Ελέγχου Περιβάλλοντος κ. Νικολάου Κατσούλα, της Καθηγήτριας του Τμήματος Γεωπονίας – Αγροτεχνολογίας κ. Χρυσούλας Παπαϊωάννου, καθώς και των Επιστημονικών Συνεργατών του Πανεπιστημίου στο εξειδικευμένο αντικείμενο των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας κ.κ. Αικατερίνης Μπαξεβάνου και Δημητρίου Φείδαρου.
Πρέπει να επισημανθεί ότι για πρώτη φορά στην Ελλάδα, ένα θερμοκήπιο Ανώτατου Εκπαιδευτικού Ιδρύματος θα είναι συνδεμένο με το Ελληνικό δίκτυο διανομής ηλεκτρικής ενέργειας, και στο γεγονός αυτό συνέβαλε η Διοίκηση του Πανεπιστήμιου Θεσσαλίας και ο Πρύτανης κ. Χαράλαμπος Μπιλλίνης.