Het eerste wereldcongres over agrivoltaics vond deze week plaats. Op AgriVoltaics2020 is iedereen van hetzelfde overtuigd: landbouwgrond moet worden gekoesterd en energie moet duurzaam zijn. Agrivoltaïsche opstellingen slaan een brug tussen beide. Onderzoeker Brecht Willockx nam deel aan het congres: “Vlaanderen heeft 38 terrawattuur aan elektriciteit nodig en de vraag zal de komende decennia enkel nog stijgen. In Vlaanderen wordt voornamelijk naar zonnepanelen gekeken om onze elektriciteit duurzaam te generen. Om echt een boost te geven aan zonneproductie, moeten we kijken naar alle mogelijke toepassingen. Daar ligt een groot potentieel bij de landbouw. Daarom zijn we met een pilootproject gestart bij Fruitbedrijf Van der Velpen in Bierbeek. We hebben er zonnepanelen geïnstalleerd boven perenbomen.”
Europese primeur
Professor ingenieurswetenschappen Jan Cappelle: “De proefopstelling in Bierbeek is de eerste van zijn soort in Europa. Om te weten hoe agrivoltaics kunnen helpen om duurzame energiedoelstellingen te bereiken, moeten we het dubbelgebruik van landbouwgrond grondig onderzoeken. Een ondoordachte aanpak leidt namelijk vrij snel tot ongewenste neveneffecten. Een achteloze uitrol van agrivoltaics kan bijvoorbeeld de indruk wekken dat energie in overvloed aanwezig is. Terwijl we vooral moeten inzetten op minder energie verbruiken. Zowel de landbouwsector, de technische installateurs, energiecoöperaties en netbeheerders zijn zich hiervan bewust. Daarom hebben we samen besloten om een eerste opstelling boven fruitbomen te plaatsen. In een boomgaard kun je relatief makkelijk oogsten onder zonnepanelen. Groenten oogsten met grote landbouwmachines is een stuk minder vanzelfsprekend. Bij Van der Velpen was bovendien al een constructie voor hagelnetten aanwezig. Hierdoor bleef de ingreep beperkt, zowel voor de omgeving als voor de landbouwactiviteit. We willen de open ruimte in ons dichtbevolkt gebied niet nodeloos verder onder druk zetten. Alleen een slim ontwerp leidt tot de optimale inzet van de zonnepanelen. Onze onderzoeksgroep heeft een computermodel ontwikkeld om tot het best mogelijke evenwicht te komen. Door minder cellen per zonnepaneel te plaatsen hebben we een juiste balans gezocht tussen zonlicht voor elektrische energie én voor de peren.”
Voordelen
De impact van de zonnepanelen op de perenbomen is de tweede belangrijke onderzoeksvraag. Professor Bram Van de Poel: “Het is niet de bedoeling om oogst op te offeren aan elektriciteit. Het gewas onder de zonnepanelen moeten rendabel blijven, ook al krijgt het minder zonlicht. Financieel is elektriciteit een pak interessanter dan groenten en fruit, maar de planeet heeft ook voedsel nodig.” Marleen Gysen, energiedeskundige bij Innovatiesteunpunt knikt: “Landbouwgronden zijn te schaars en te vruchtbaar om alleen te gebruiken voor zonnepanelen. Daarom is de sector erg benieuwd naar de voordelen van agrivoltaics. Ze kunnen de inkomenszekerheid van landbouwers verhogen en de gewassen beschermen tegen vorst of zonnebrand.”
“Pluspunt van agrivoltaics is inderdaad het microklimaat dat onder de zonnepanelen ontstaat”, gaat professor Van de Poel verder: “De eerste metingen in de boomgaard laten zien dat de temperatuur ‘s nachts wat hoger ligt, overdag wat lager. Voor peren is dat goed nieuws. Ze hebben de laatste jaren flink te lijden onder de opwarming van het klimaat. Het effect van meer schaduw in de fruitteelt is een moeilijke aangelegenheid. Enerzijds hebben peren, net als alle planten, zon nodig om te groeien en suikers aan te maken. Anderzijds heb je de rui in juni, waarbij perelaars een groot deel van hun vruchten afwerpen om de overblijvende peren dikker en sappiger te laten worden. Het zijn parameters waar je rekening mee moeten houden. De eerste nieuwe oogst van peren ligt nu in de winkel. De bomen gaan stilaan in winterrust. In het voorjaar meten we hun bloei, bevruchting en vruchtzetting. Daarna volgen de rui, de opbrengst en de kwaliteit van de peren. Hoe zit het met hun suikergehalte, hun zuurtegraad en hun hardheid vergeleken met peren van een perceel waar geen zonnepanelen staan. Kortom, de landbouw heeft nood aan meer expertise over agrivoltaics.”
Vlaamse wetgeving
Met dit TETRA project investeert Vlaanderen in de ontwikkeling van hernieuwbare energie op landbouwgrond. Maar ook Europa trekt budgetten uit voor agrivoltaics. HyPErFarm gaat van start in november. Ook in dit project is KU Leuven de voortrekker, voor zonnepanelen zowel als waterstofpanelen. “Innovatiesteunpunt is partner in beide projecten. Als we de klimaatdoelstellingen willen halen moeten we extra inspanningen leveren. Agrivoltaics kunnen hierbij een belangrijke rol spelen. Vanuit Innovatiesteunpunt zorgen we dat de resultaten van het onderzoek bij de landbouwers terechtkomen. Daarnaast werken we mee aan businessmodellen. Europa heeft richtlijnen uitgevaardigd om energie uit te wisselen binnen coöperaties. Landbouwers zouden elektriciteit kunnen leveren aan gezinnen in de buurt, maar voorlopig is dit niet mogelijk omdat de Vlaamse wetgeving achterop hinkt. Elektriciteit die op boerderijen wordt opgewekt is alleen economisch rendabel bij voldoende eigengebruik. Jan Van der Velpen knikt: “Ik ben blij met de zonnepanelen in de boomgaard, maar een grootschaligere uitrol biedt voorlopig geen meerwaarde omdat ik dan mijn elektriciteit niet helemaal zelf kwijt kan. Maar ik neem geregeld deel aan wetenschappelijke projecten. Ik heb destijds ook bio-ingenieurswetenschappen gestudeerd aan de KU Leuven. Mijn thesis, over appels, heb ik gemaakt bij professor Wannes Keulemans. Het is een kwestie van bijleren. Agrivoltaics staan nog in hun kinderschoenen, maar de technologie staat niet stil. Ook niet in de perenteelt.”
Gespreide oogst
Onderzoeker Thomas Reher staat tussen de perelaar te overleggen met de fruitteler. “Mijn conferences hebben een groene grondkleur, precies zoals de consument het graag heeft”, zegt Van der Velpen. “Een gelige peer, die veel zon heeft gehad, associeert hij met meligheid. Hagelnetten helpen blijkbaar ook tegen te veel zon. Ik maak me daarom weinig zorgen over de schaduw van de zonnepanelen. Vooral niet omdat ze semi-transparant zijn. Minder zonuren wil misschien ook zeggen dat ik het fruit langer kan laten hangen om gespreid te oogsten! Ik kijk heel erg uit naar de resultaten van het experiment. Hopelijk is dit het begin van veel meer agrivoltaics in Vlaanderen. Om duurzamer te worden moet de landbouw voor innovatie kiezen.”
Thomas Reher checkt intussen de sensoren die onder de panelen hangen. “We meten de temperatuur, de bodemvochtigheid en de lichtinstraling”, zegt hij. “Daarnaast brengen we de totale groeicyclus van de peren in kaart. Met deze data willen we een groeimodel ontwikkelen dat rekening houdt met alle parameters: het microklimaat, de veldomstandigheden en de respons van het gewas. Alle gegevens worden opgenomen in een rekentool om de optimale oogst te voorspellen. Zo’n model zal de teler kunnen helpen om de juiste beslissingen te nemen en een goed evenwicht te vinden tussen een rendabele perenoogst en extra elektriciteit.”