Вертикални соларни ферми: Как двулицевите панели революционизират слънчевата енергия през 2025

Представете си соларни ферми, които стоят изправени като огради, улавяйки слънчевите лъчи от двете страни и споделящи земята с култури и добитък. Вертикалните соларни ферми – по същество соларни панели, монтирани вертикално (90°) – се появяват като тенденция, променяща правилата в областта на възобновяемата енергия. Тези инсталации често използват бифасциални соларни панели (соларни клетки както отпред, така и отзад), за да събират слънчева светлина от изток сутрин и от запад късния следобед sunzaun.com, solarwa.org. Резултатът е нов вид соларна инсталация, която генерира енергия през целия ден, работи в хармония със земеделието и решава някои от предизвикателствата на традиционните соларни разположения. Този доклад обяснява какво представляват вертикалните соларни ферми, как работят бифасциалните панели, защо тяхната комбинация е толкова мощна и какви ползи и предизвикателства носят. Ще разгледаме и реални приложения в места като Германия, САЩ и Япония, ще споделим експертни мнения и новини до август 2025 г., както и ще обсъдим какво може да донесе бъдещето за този иновативен подход.

Какво представляват вертикалните соларни ферми?

Вертикалните соларни ферми се отнасят до фотоволтаични (PV) инсталации, при които панелите са монтирани изправени под ъгъл от 90°, вместо обичайното наклонено разположение. Често вертикалните панели са подредени в дълги редове, ориентирани север-юг, така че едната страна на панела да сочи право на изток, а другата – право на запад sunzaun.com. По същество, соларният панел действа като стена или ограда. Тази конфигурация е много различна от конвенционалните соларни ферми, където панелите обикновено са насочени на юг (в Северното полукълбо) под ъгъл, за да се максимизира обедното слънце.

Във вертикална ферма всяка страна на панела улавя слънчева светлина в различни моменти: източната страна сутрин, а западната – следобед. Това дава два дневни пика на производство на енергия – един след изгрев и друг преди залез – вместо един голям пик по обяд solarwa.org. Тъй като панелите са вертикални, те хвърлят сравнително тесни сенки и не покриват земята толкова обширно, колкото хоризонталните масиви, което е ключово предимство за използването на земята под или около тях.

Вертикалните соларни инсталации могат да бъдат внедрени по различни начини. В селските райони те често се появяват като соларни огради, разположени по границите на нивите или между редовете с култури. В градска или индустриална среда вертикалните панели могат да бъдат интегрирани в стени, фасади или по периметрите на имоти, превръщайки досега неизползваното вертикално пространство в енергийно-генерираща площ sunzaun.com. Дори са били предложени или реализирани покрай магистрали като соларни шумоизолиращи бариери, съчетавайки намаляване на шума с производство на електроенергия (концепция, вече пилотирана в Германия) 8msolar.com. Едно от най-вълнуващите приложения обаче е в земеделието – практика, известна като агриволтаика – където вертикалните соларни панели позволяват едновременно отглеждане на култури и производство на електроенергия на един и същ парцел земяasahi.com.

Агриволтаичните вертикални ферми привличат внимание, защото решават основен проблем: конфликтът между използването на земята за храна или за енергия. Като се поставят панелите изправени в широко разположени редове, фермерите могат да продължат да използват тежка техника и да засаждат култури между редовете панели с минимални затруднения asahi.com. Например, в Япония през 2024 г. вертикална соларна инсталация беше монтирана в оризови полета; следващата реколта даде само с 5% по-малко ориз в сравнение с предходната година без панели asahi.com, а фермерът получи нов източник на доходи от продажба на соларна енергия. „Оказа се, че вертикалните соларни панели имат по-малко въздействие върху реколтата, отколкото очаквахме“, казва Тайки Акасака от Sharing Farm (компанията, която управлява проекта), като добавя, че се надяват да разширят технологията, ако разходите намалеят asahi.com. Този пример показва как вертикалните фотоволтаици могат да съществуват съвместно с културите – нещо, с което традиционните, покриващи земята соларни ферми трудно се справят.

Друга забележителна характеристика на вертикалните ферми е тяхната ефективност в снежни или високоширинни региони. Тъй като панелите са вертикални, сняг не се натрупва върху повърхността им, както се случва при хоризонтални или наклонени панели – снегът просто се плъзга или пада на земята. Това означава, че те могат да продължат да генерират енергия и след снеговалеж, и дори да се възползват от светлината, отразена от снега на земята asahi.com. Всъщност, представители на Японската асоциация за фотоволтаична енергия прогнозират, че вертикалните соларни инсталации ще нарастват бързо (с 20–30% годишно) в студените, снежни райони на Япония, където способността за отхвърляне на сняг и използване на отразена светлина е голямо предимство asahi.com. По подобен начин, вертикалните панели обикновено остават по-чисти; прах и отпадъци не се задържат толкова лесно върху вертикална повърхност, а дъждът ги измива по-ефективно, което намалява нуждата от поддръжка pv-magazine.com.

В обобщение, вертикалната соларна ферма е соларна система, обърната настрани – буквално. Като жертва малко от ефективността по обяд за структурни и пространствени предимства, тези ферми отварят нови възможности: могат да служат като огради или стени, производството на енергия може да бъде интегрирано във фермите, а преди това непрактични места (като тесни ивици земя) могат да произвеждат енергия. Но истинската магия се случва, когато съчетаем този дизайн с технологията на бифасциалните соларни панели – позволявайки на всеки изправен панел да улавя слънчева светлина както отпред, така и отзад.

Как работят бифасциалните соларни панели

Бифасциалните соларни панели са панели, които генерират електричество и от двете страни. За разлика от традиционните соларни модули (монофасциални панели), които имат активен фотоволтаичен слой само от предната страна (с непрозрачен заден слой), бифасциалните панели имат соларни клетки и на задната страна. Това означава, че бифасциалният панел може да преобразува светлина в енергия както от директна слънчева светлина отпред, така и от отразена или разсеяна светлина отзад solarwa.org. По същество, за панела няма значение от коя страна идва светлината – всичко е полезна енергия.

Няколко конструктивни особености позволяват бифасциалната функционалност. Често тези панели използват прозрачен заден слой или двустъклен дизайн, така че светлината да достига до задните клетки. Монтират се по начин (често повдигнати или в отворени рамки), който позволява светлината да достига до задната страна от околната среда (като земята, близки повърхности или атмосферата). Ефективността на задната страна зависи от „албедото“ на средата – мярка за отражателната способност. Например, бял пясък, бетон или сняг на земята отразяват много слънчева светлина, която бифасциалните панели могат да уловят, увеличавайки производството на енергия solarwa.org. При снежни условия, бифасциалният панел може дори да генерира енергия от светлина, отразена от снежната покривка около него, нещо, което обикновеният панел би пропуснал напълно.

По отношение на ефективността, бифасциалните модули могат да произвеждат значително повече енергия от едностранните при подходящи условия. Проучвания показват увеличение на енергийния добив от 5% до 30% при използване на бифасциални панели, в зависимост от фактори като местоположение, отражателна способност на земята, височина на инсталацията и др. solarwa.org. Дори и скромна отражателна способност (например светла повърхност под панела) допринася с допълнителни киловатчасове. Тази технология се разви бързо – до средата на 2020-те много големи соларни паркове по света започнаха да използват бифасциални модули като стандарт, за да получат предимство в производството.

Едно важно предимство на бифасциалните панели е, че те могат да работят по-хладно от монофасциалните в определени конфигурации solarwa.org. Ако панелът е вертикален или по друг начин не е директно обърнат към обедното слънце, той абсорбира по-малко топлина в тези пикови часове. По-ниските температури на панела подобряват ефективността на соларните клетки (тъй като екстремната топлина може да намали моментната ефективност на панела). Вертикалните бифасциални панели, например, обикновено избягват пълната сила на обедното слънце (тъй като са ориентирани изток-запад), което поддържа повърхността им по-хладна и така работят по-ефективно през деня solarwa.org. С други думи, всяка енергия, която губят, като не са обърнати директно към слънцето по обед, може частично да се компенсира от факта, че преобразуват слънчевата светлина по-ефективно, когато я улавят, благодарение на по-ниските температури.

В обобщение, бифасциалните панели са идеално допълнение към вертикалните инсталации. Вертикално ориентиран монофасциален панел би генерирал енергия само от едната страна (или сутрешно, или следобедно слънце, но не и двете). Използвайки бифасциални модули, вертикалните соларни паркове могат да използват и двете страни на всеки панел, като ефективно удвояват полезната повърхност за генериране. Това е ключът, който отключва пълния потенциал на вертикалните масиви – улавяне на слънчевата енергия през повече часове от деня и от повече ъгли. Следва да разгледаме защо тази комбинация от вертикален дизайн и бифасциална технология предизвиква такъв интерес и какви уникални предимства предлага.

Синергията между вертикалния дизайн и бифасциалната технология

Комбинирането на вертикален монтаж с бифасциални панели създава мощна синергия, която преодолява някои ограничения на конвенционалните соларни системи. Ето няколко начина, по които тази комбинация работи заедно, за да предостави уникални ползи:

Профил на производство през целия ден: Традиционната соларна ферма, ориентирана на юг, има един остър пик на мощността около обяд. За разлика от нея, вертикалната бифасциална ферма с източно-западна ориентация произвежда два по-меки пика – един сутрин (активна източната страна) и един късно следобед (активна западната страна) solarwa.org. Това е като да имате „две смени“ на производство на соларна енергия всеки ден, както отбелязва един ентусиаст sunzaun.com. Това по-равномерно разпределение на мощността може по-добре да съвпадне с типичните модели на търсене на електроенергия (които често имат пикове сутрин и вечер, когато хората се приготвят за работа или се прибират у дома) sunzaun.com. Това също означава, че инсталацията генерира използваема енергия през часове, в които традиционните панели може да са неактивни или с ниска производителност. Например, ферма в Колорадо, която е инсталирала вертикални бифасциални панели, е установила, че техните пикови мощности са около 9 сутринта и 16 часа, вместо всичко да е на обяд solarwa.org. Този вид производствен профил е много ценен, защото може да намали натоварването на мрежата през тези сутрешни/вечерни периоди и да намали нуждата от батерийно съхранение за покриване на търсенето рано или късно през деня solarwa.org.
Намалено ограничаване по обяд: В региони, богати на слънце, понякога се появява странен проблем – твърде много слънчева енергия по обяд. Това свръхпредлагане може да накара операторите на мрежата да ограничат (изключат) някои соларни ферми по време на пиковите слънчеви часове, което води до загуба на потенциална енергия. Вертикалните бифасциални ферми по природа произвеждат по-малко по обяд, така че е по-малко вероятно да допринесат за свръхпредлагането. Вместо това, те генерират пропорционално повече в преходните часове, което може да запълни празнините, когато други соларни източници намаляват solarwa.org. Както отбелязват изследователите от Лайпцигския университет в Германия, широко използване на вертикални фотоволтаици може да намали зависимостта от газови пикови централи или големи хранилища, тъй като те допълват времето на работа на конвенционалните плоски соларни инсталации solarwa.org. По същество, комбинация от традиционни и вертикални соларни панели може да осигури по-гладка крива на захранване – конвенционалните панели покриват обяда, вертикалните панели покриват сутрините/вечерите и заедно осигуряват по-постоянна мощност през целия ден.
Двустранно улавяне на енергия: Бифациалният аспект означава, че вертикалните ферми използват светлина от двете посоки. По време на изгрев, източната страна на всеки панел генерира енергия, докато западната страна може дори да улови отразена светлина от земята или атмосферата, и обратно следобед. Дори разсеяната светлина в облачен ден може да достигне и двете страни до известна степен, подобрявайки енергийния добив. Тази 360° способност за събиране е особено полезна в среди с висок албедо (отразяващи повърхности). Например, през зимата, когато слънцето е ниско, светлината, отразена от снежната покривка, може значително да увеличи производителността на задната страна на бифациалните панели asahi.com. Вертикалните бифациални системи в по-високи географски ширини се възползват от това, като произвеждат енергия не само от директна слънчева светлина, но и от околна светлина, която едностранен панел никога не би уловил.
Естествено по-чисти и по-хладни панели: Както беше споменато, вертикалните панели по-лесно се освобождават от сняг и прах. Няма хоризонтална повърхност, върху която да се натрупва сняг, а дъждът може ефективно да измие и двете страни. Земеделска компания в Австрия, която инсталира вертикални бифациални панели през 2022 г., съобщава, че никога не е трябвало ръчно да почиства панелите – естественият дъжд и вертикалната ориентация ги поддържат чисти, подпомогнати от местния климат pv-magazine.com. Това намалява разходите за поддръжка и поддържа висока ефективност. Освен това, тъй като вертикалните бифациални панели избягват директното обедно слънце, те работят по-хладно по обяд. По-ниските работни температури могат да повишат ефективността – на практика се извлича повече електричество от единица слънчева светлина. Едно изследване установява, че по-ниската температура на вертикално монтираните бифациални модули допринася за по-високата им производителност solarwa.org. Това е печелившо решение: дизайнът не само улавя светлина от двете страни, но и пасивно намалява два често срещани проблема с производителността (замърсяване и топлина).

Накратко, вертикалните ферми с бифациални панели създават по-стабилна и устойчива соларна система. Те генерират енергия тогава и там, където други не могат (помислете за снежна сутрин – покривните панели може да са покрити със сняг, но вертикалните вероятно са чисти и работят). Те също така отварят нови пространства за соларни инсталации (като краища на полета, огради и градски стени) и се интегрират добре с други видове земеползване. Тази синергия предизвиква нарастващ интерес както от соларни разработчици, така и от земеделската общност, както ще видим в следващите раздели.

Ключови предимства и приложения

Вертикалните бифациални соларни ферми предлагат множество предимства и позволяват креативни приложения, които традиционните соларни масиви трудно могат да постигнат. По-долу очертаваме някои от най-важните предимства, заедно с реални примери за това как и къде се използват тези системи:

Двойно използване на земята – земеделие и соларни панели заедно: Може би най-голямото предимство е възможността да се споделя земята между енергетиката и земеделието. Фермерите могат да продължат да отглеждат култури или да пасат животни на земя, на която също са монтирани вертикални соларни панели. Тънкият профил и широкото разстояние между панелите позволяват на трактори и комбайни да се движат свободно, а културите все още получават достатъчно слънце по обяд. asahi.com, pv-magazine-usa.com В една австрийска агроволтаична ферма редове от двулицеви вертикални панели, разположени на 9,4 метра един от друг, са инсталирани между редовете с култури; фермата продължава да отглежда тикви и соя с минимални промени pv-magazine.com. Резултатите при културите са обнадеждаващи – добивите от тикви са сравними с тези от незасянчените полета, а соята е узряла малко по-бавно, но все пак е дала реколта в разумен срок pv-magazine.com. В японския опит с оризови полета, както беше отбелязано, спадът в добива на ориз е бил само ~5% с панели, което фермерът е сметнал за справедлив компромис за произведеното електричество asahi.com. Агроволтаиката се разглежда като печелившо решение за всички: фермерите получават нов източник на доходи (продажба на ток) и потенциално някои агрономически ползи (като намален топлинен стрес за растенията), а обществото получава възобновяема енергия без да се жертва производството на храна. Както казва Чад Хигинс, доцент в Държавния университет на Орегон, агроволтаиката може да осигури „истинска синергия“ – водеща до „повече храна, повече енергия, по-ниска нужда от вода, по-ниски въглеродни емисии и по-проспериращи селски общности.“ solarwa.org
Намален поземлен отпечатък и по-висока енергийна плътност: Вертикалните панели използват земята много ефективно по отношение на разстоянията и покритието. Тъй като стоят изправени, техният коефициент на покритие на земята може да е нисък – което означава, че голяма част от земята остава свободна за други цели (селско стопанство или други). Едно изследване отбелязва, че вертикалните инсталации постигат отлично използване на земята, като същевременно генерират значително количество енергия – привлекателна характеристика за приложения с ограничено пространство solarwa.org. На практика можете да подредите краищата на ниви, имотни граници или пътища с вертикални панели, където те няма да пречат на основното използване на земята. Например, винарна в Калифорния инсталира вертикални бифасциални панели по редовете с лозя – като по същество се сливат със структурата на асмата – за да генерират енергия, без да намаляват площта на лозето solarwa.org. В гъсто застроени търговски зони или съоръжения вертикалните соларни панели могат да се добавят към граници на паркинги, охранителни огради, шумоизолиращи бариери или фасади на сгради – места, където стандартните соларни конструкции или покривни панели може да не се поберат sunzaun.com. Това превръща преди неизползвани или „мъртви“ пространства в продуктивни соларни ферми. Дори е предложено вертикалните соларни огради да заменят или допълнят обикновените огради, като по същество получавате ограда, която също ви носи приходи от електричество youtube.com. Като цяло вертикалните бифасциални системи могат да постигнат по-висока енергия на единица площ, когато се вземе предвид, че земята остава с многофункционално предназначение – според една оценка, съвместното използване на земеделска земя със соларни панели може да допринесе до 20% от общото електропроизводство в САЩ, без да се намалява добивът на култури, ако бъде приложено в национален мащаб solarwa.org.
Сутрешно и вечерно енергийно усилване (Ползи за мрежата): Благодарение на изток-запад ориентацията, вертикалните бифасциални соларни ферми доставят повече енергия сутрин и късно следобед, отколкото конвенционалните ферми. Това е голямо предимство за електрическата мрежа и енергийните плановици. Това означава, че слънчевата енергия е налична по-близо до часовете на пиково търсене (които в много региони са в ранните вечерни часове) и може да намали зависимостта от електроцентрали на изкопаеми горива или батерии за запълване на празнините. Германски разработчик на вертикални фотоволтаици го обобщава така: „Вертикалната система винаги произвежда електричество, когато конвенционалните PV системи обикновено произвеждат по-малко.“ pveurope.eu На практика това може да направи слънчевата енергия по-лесна за управление и да намали нуждата от ограничаване на излишното обедно производство solarwa.org. Като разпределят производството през целия ден, вертикалните ферми могат също така да се възползват по-добре от цените на електроенергията според времето на използване – на някои пазари сутрешната и вечерната енергия струват повече от обедната. Йоханес Хубер, проектен инженер в Next2Sun, отбелязва, че комбинацията от бифасциални панели и по-полезен производствен профил може „да доведе до общо увеличение на стойността на производството на електроенергия с 25%“ за вертикална система, дори ако общото производство в kWh е малко по-ниско, тъй като повече от енергията се генерира в часовете с по-висока стойност pv-magazine.com.
Устойчивост при всякакви метеорологични условия (сняг, облаци и жега): Вертикалните бифасциални панели показват ясни предимства при определени метеорологични условия. В снежни климатични райони, както беше споменато, те лесно се освобождават от сняг и дори могат да генерират енергия от отразената слънчева светлина върху снега. Това ги прави много по-устойчиви през зимата. Традиционните панели при обилен сняг може да останат извън строя с дни, докато снегът се стопи или бъде изчистен, докато вертикалните панели могат да работят с минимални прекъсвания sunzaun.com, asahi.com. При облачно време вертикалните панели получават разсеяна светлина по-равномерно от двете страни, което понякога може да намали разликата в производителността спрямо наклонените панели. А в изключително горещи дни вертикалните панели работят малко по-хладно (тъй като не поемат цялата сила на обедното слънце директно), което потенциално поддържа по-добра ефективност solarwa.org. Тези фактори означават, че вертикалните ферми могат да имат по-стабилен добив през сезоните. Всъщност, данни от тестови площадки показват, че в някои зимни дни или при определени условия (като облачно небе или когато силното замърсяване влияе на наклонените панели), вертикалните бифасциални масиви са надминали традиционните наклонени масиви със сходен капацитет sunzaun.com. Тяхната двустранна ориентация също донякъде предпазва от времето – ако източното небе е облачно на изгрев, но по-късно се изясни, западната страна ще улови следобедното слънце, и обратно.
По-малко поддръжка и дълготрайност: Ориентацията и дизайнът на вертикалните ферми могат да улеснят поддръжката. Както беше отбелязано, има по-малко натрупване на прах и сняг, което означава по-рядко почистване. Има и доказателства за намалено износване: тъй като панелите не са обърнати директно нагоре, те понасят по-малко удари от градушка и отпадъци. Те ефективно представят по-тясна повърхност към падащи предмети. Много вертикални системи използват здраво монтиране (често с двойни стълбове), за да държат панелите стабилно; един дизайн дори окачва панелите с лека гъвкавост, за да издържат на силни ветрове без напукванеpveurope.eu. В австрийска вертикална фотоволтаична централа с 4 500 модула, само 7 панела са имали леки механични повреди след първите няколко години – щети, приписвани на селскостопански дейности, и дори те са били изолирани случаи pv-magazine.com. Като цяло надеждата е, че тези системи може да издържат по-дълго с по-малко ремонти. Все още е рано, но признаците са положителни, че вертикалните бифасциални масиви могат да бъдат с ниска поддръжка, да работят целогодишно и да имат живот, сравним с всеки конвенционален соларен парк.
Ползи за земеделския микроклимат: Интересен страничен ефект, който се появява от проучванията за агроволтаици, е че частичната сянка от соларните панели може да подобри условията за отглеждане на определени култури. Макар да е интуитивно да се мисли, че всяка сянка вреди на растенията, изследванията показват, че при горещи и сухи условия твърде много пряка слънчева светлина всъщност може да стресира растенията и да изсуши почвата sunzaun.com. Култури като маруля, горски плодове или дори определени сортове царевица могат да пострадат при екстремна жега и силно слънце. Вертикалните панели, които хвърлят дълги, тесни сенки, движещи се по полето, могат да намалят интензитета на следобедното слънце върху културите и да намалят изпарението. Първоначални експерименти показват, че това може да спести вода – почвата под и около редовете със соларни панели задържа влага по-дълго, което намалява нуждата от напояване на културите pv-magazine-usa.com. Например, проучване на Университета в Лиеж (Белгия) установява, че вертикална агроволтаична система значително намалява нуждата от вода за напоявани култури, тъй като сянката и ефектът на преграда срещу вятъра от панелите запазват влагата в почвата pv-magazine-usa.com. Има и доказателства, че определени сенкоустойчиви или студолюбиви култури дават по-висок добив в агроволтаична система, отколкото на пълно слънце, особено в райони, склонни към засушаване sunzaun.com. Тези ефекти зависят от културата и климата, но това подсказва, че вертикалните соларни ферми могат да помогнат да се смекчат някои от въздействията на климатичните промени (като интензивна жега и суша) върху земеделието, освен че произвеждат енергия.

С оглед на тези ползи, не е изненада, че интересът към вертикалните бифасциални системи идва от различни посоки – разработчици на възобновяема енергия, търсещи иновативни проекти, фермери, които търсят допълнителен доход и устойчивост към климатични промени, и дори политици, които търсят решения на конфликти при използването на земята. Но както при всяка технология, има и предизвикателства и компромиси, които трябва да се вземат предвид, за които ще говорим по-нататък.

Предизвикателства и недостатъци

Въпреки че вертикалните соларни ферми с бифасциални панели са обещаващи, те не са без предизвикателства. Някои от основните недостатъци и пречки включват:

По-ниска обща енергийна продукция (на панел): Като не е насочен директно към слънцето по обяд, вертикалният панел обикновено произвежда по-малко годишна енергия от оптимално наклонен южно ориентиран панел на същото място. Дори с бифасиален ефект, панелът по същество събира коса слънчева светлина през по-голямата част от деня (с изключение на ранните и късните часове). Това означава, че може да се наложи да инсталирате по-голям капацитет (повече панели или по-голяма площ панели), за да получите същия общ kWh добив като при конвенционална ферма. Например, тестове на един ентусиаст в областта на соларната енергия показват, че средното дневно производство на вертикални панели е по-ниско от това на наклонените панели – въпреки че вертикалният комплект наваксва или дори надминава през зимата и в граничните часове sunzaun.com. Точният дефицит варира според местоположението – на много високи географски ширини или в много облачни райони вертикалните панели може да се представят относително по-добре, но в слънчеви екваториални региони вертикалната ориентация ще пропусне много от обедното слънце. На практика фермер или инвеститор трябва да прецени наличността на земя и желаната продукция: ако целта е максимална енергия на панел и земята е евтина, традиционните разположения печелят. Вертикалните системи са по-добри, когато земята е ограничена или се дава приоритет на двойното използване пред максималния добив.
По-високи първоначални разходи: Днес вертикалните агриволтаични системи обикновено струват повече за изграждане на ват в сравнение със стандартните фотоволтаични ферми. Специално проектираните конструкции, по-дълбоките основи (за да поддържат панелите като ограда срещу вятъра) и бифасциалните панели (които исторически са малко по-скъпи от монофасциалните) всички увеличават цената. Като пример, вертикален бифасциален проект в Австрия е изчислил, че стойността на монтажната конструкция е около 200 000 евро на MW, в сравнение с приблизително 110 000 евро на MW за традиционна наземна система в този регион pv-magazine.com. Това е почти двойно по-висока цена за конструкцията, въпреки че тази разлика може да се намали с мащаба и локалните оптимизации. Самите бифасциални модули в момента имат малка надценка (приблизително $0,10–0,20 на ват повече от монофасциалните модули) solarwa.org, въпреки че цената им спада с навлизането им на масовия пазар. Освен това, вертикалните системи може да изискват повече електрическо окабеляване на панел (тъй като панелите са по-разпръснати) и повече ограждане или охрана, тъй като покриват по-голяма площ по подобие на ограда. Всички тези фактори могат да увеличат първоначалната инвестиция. От друга страна, привържениците твърдят, че енергийният добив на ват и по-високата стойност на тази енергия (поради по-доброто разпределение във времето) могат да компенсират част от това. Един анализ отбелязва, че допълнителният добив от бифасциалните панели и подобреният производствен профил могат да направят нивелираната цена на електроенергията от вертикална система съпоставима с тази на конвенционална система в дългосрочен план solarwa.org. Все пак по-високата начална цена може да бъде пречка, особено за фермери или малки разработчици. Тайки Акасака от Sharing Farm (японският агриволтаичен проект) откровено каза, че биха искали да разпространят вертикалната панелна технология по-широко „ако могат да се изграждат по-евтино“ asahi.com.
Структурни и ветрови съображения: Вертикалните панели по същество действат като платна, които улавят вятъра. Инженерното проектиране на носещите конструкции и опорите така, че да издържат на силни ветрове (или дори бури), е от решаващо значение. Това често означава по-тежки стоманени опори, дълбоки пилоти или гъвкави монтажни конструкции, които могат да поемат поривите на вятъра. Системата Next2Sun, например, използва патентована рамка, при която модулите са монтирани върху леко гъвкави лагери – това помага да се предотвратят напрежителни пукнатини в панелите при ветрови натоварвания, като същевременно всичко остава конструктивно стабилно pveurope.eu. Освен това, при вертикална ориентация, за да се гарантира, че редовете не се засенчват един друг, е необходимо широко разстояние между тях. Както беше отбелязано, редовете може да са на 8–10+ метра един от друг в зависимост от височината на панела, за да се предотврати сянката на един ред да пада върху следващия при ниски ъгли на слънцето pveurope.eu, pv-magazine.com. Това означава, че трябва да разполагате с достатъчно дължина на земята, за да ги разположите правилно, а това може да усложни разпределението при неправилно оформени парцели. При много големи инсталации, разстоянието между редовете също означава по-ниска плътност на разполагане на панелите на дадена площ в сравнение с плътно разположени наклонени редове – отново компромис между ефективността на използване на земята и двойното използване.
Съвместимост с определени култури или приложения: Не всяка култура или ситуация е идеална за вертикални агриволтаици. Високорастящи култури (като царевица в пълен ръст, захарна тръстика или овощни дървета) могат да засенчват панелите или да бъдат възпрепятствани от тях. Едно решение е използването на регулируеми конструкции, които могат да повдигат панелите по-високо от земята, но това увеличава разходите и сложността sunzaun.com, solarwa.org. На тестовия обект на Държавния университет на Колорадо вертикалните панели първоначално бяха инсталирани с царевица, но системата беше проектирана така, че панелите да могат да се повдигнат с още няколко фута при нужда за по-високи култури в бъдеще sunzaun.com. Интеграцията на животни (като пасищно отглеждане на говеда около панелите) също изисква внимателен дизайн – както показва проектът на Rutgers в Ню Джърси, може да са необходими допълнителни елементи като приюти за животни и огради, за да се защитят както животните, така и соларното оборудване pv-magazine-usa.com. Съществува и въпросът, че фермерите са свикнали с необезпокоявани полета; въвеждането на редове с панели означава промяна в полевите операции (макар и умерено). Това изисква осведоменост и понякога обучение – например да се гарантира, че трактористите знаят разстоянията, или да се планира сеитбата/жътвата с оглед на редовете с панели. Кривата на обучение и приемането сред фермерите е предизвикателство. „Ако агриволтаиката предлага толкова много ползи, защо не я виждаме навсякъде?“ пита Тим Монтегю, водещ на подкаста Clean Power Hour – осведомеността и образованието са част от проблема, тъй като много фермери все още не знаят много за тези системи sunzaun.com. Убеждаването на традиционните фермери да приемат соларна инфраструктура на земята си може да отнеме време и изисква демонстрация на успех.
Регулаторни и политически пречки: В някои региони няма ясен политически рамков документ за соларни ферми с двойно предназначение. Зониращите закони може да не отчитат конструкции в нивите, а програмите за стимулиране често са насочени или към земеделието, или към соларната енергия, но не и към двете едновременно. Това започва да се променя – например щати като Ню Джърси стартират Dual-Use Solar пилотни програми, които специално изследват и подкрепят агриволтаиката pv-magazine-usa.com. Европейският съюз и страни като Германия също обмислят промени в търговете за възобновяема енергия и правилата за субсидиране на фермерите, за да насърчат агри-ФВ (в Германия проектозаконът „Соларен пакет“ от 2023 г. включва агриволтаични разпоредби). Въпреки това, разрешаването на вертикална соларна ферма върху земеделска земя може да повдигне уникални въпроси: Ще се счита ли за земеделска постройка или за енергийно съоръжение? Може ли земята все още да се облага с данъци или зонира като земеделска? Политиките трябва да наваксат, за да признаят и възнаградят двойните ползи. Експерти от индустрията като Хелге Бирнат, изпълнителен директор на компанията за вертикални соларни системи Sunzaun, подчертават нуждата от промяна на разказа: вместо да се иска специално стимулиране за агриволтаика, той твърди, че неприлагането на агриволтаика може да застраши бъдещата земеделска продукция предвид климатичния стрес върху културите sunzaun.com. Това е смела позиция, но подчертава нуждата политиците да възприемат агриволтаиката като стратегия за климатична устойчивост, а не просто като енергиен проект.
Естетика и обществено възприятие: Поле с вертикални соларни панели изглежда различно както от обикновена соларна ферма, така и от типична нива с култури. На практика се създават редици от метални „огради“ в пейзажа, които могат да бъдат високи до 2,5–3 метра. Някои хора може да намерят този визуален ефект за стряскащ или да се притесняват, че това „индустриализира“ селската среда. Приемането от общността е фактор; дори конвенционалните соларни ферми понякога срещат съпротива от типа NIMBY, а вертикалните ще трябва също да се справят с това. От друга страна, тъй като вертикалните ферми оставят зеленина и открито пространство между редовете, някои може да ги намират за по-малко натрапчиви от плътно море от наклонени панели. Ранните агриволтаични проекти често подчертават минималната визуална промяна – например, след инсталация в соево поле, все още се виждат зелени ниви с отделни редове панели, а не изцяло син/черен соларен покрив. Въпреки това, разработчиците трябва да ангажират общностите и да демонстрират ползите. В Орегон голям агриволтаичен проект (енергийният парк Muddy Creek с площ 1 588 акра) предизвика дебати – поддръжниците твърдят, че ще бъде модел за ферма с двойно предназначение, докато някои местни жители са скептични към всичко, което обхваща хиляди акра, дори и да е с двойно предназначение capitalpress.com. Както при вятърните турбини или традиционните соларни ферми, балансирането на развитието с местните притеснения остава предизвикателство.

В обобщение, вертикалните бифасциални соларни ферми трябва да преодолеят по-високи първоначални разходи, да осигурят здрава конструкция за вятър и работа на фермата, да се впишат в системите за отглеждане на култури и животни, както и да навигират в регулаторната и социалната среда. Тези предизвикателства са реални, но се адресират чрез иновации, промени в политиките и натрупващ се опит от пилотни проекти. Например, очаква се разходите да намалеят с изграждането на повече проекти – подобно на това как ранните соларни панели бяха скъпи, но цената им спадна рязко с масовото производство. Следва да разгледаме фактора разходи малко по-подробно и как икономиката на вертикалните соларни системи се съпоставя.

Съображения за разходите

Икономическата жизнеспособност е ключов въпрос за всеки нов соларен подход. Вертикалните бифасциални системи въвеждат някои различни фактори на разходите и спестявания в сравнение със стандартните фотоволтаични масиви:

Първоначални капиталови разходи: Както беше обсъдено, очаквайте по-високи начални разходи за вертикалните ферми, основно поради монтажните конструкции и евентуално бифасциалните панели. Размерът на надбавката може да варира. В някои случаи самата земя може да струва по-малко (ако използвате малка ивица земя или я споделяте със земеделие, може да не се наложи да купувате или наемате толкова много специално предназначена площ, колкото би изисквала самостоятелна соларна ферма). Държавните стимули или грантове могат да играят роля: признавайки двойната употреба, някои правителства субсидират агриволтаични пилотни проекти. Например, австрийското правителство предостави 15% инвестиционна субсидия за вертикалната агриволтаична централа в Нойдорф, тъй като тя запази земеделската употреба на земята pv-magazine.com. По подобен начин, пилотната програма на Ню Джърси даде 2 милиона долара на Рътгърс за агриволтаични изследователски инсталации pv-magazine-usa.com, а Япония в миналото е предоставяла грантове на фермери, които приемат споделено използване на соларни панели. Тези стимули помагат да се компенсират допълнителните разходи през този ранен етап на внедряване.
Енергиен добив и приходи: Въпреки че вертикалните ферми произвеждат по-малко kWh на инсталиран kW в сравнение с оптимално наклонена ферма, стойността на тези kWh може да е по-висока. Много пазари имат ценообразуване според времето на деня или такси за пиково потребление, които правят електричеството сутрин/вечер по-доходоносно от това на обяд. Ако се продава електроенергия към мрежата, вертикалната ферма може да печели повече приходи средно на kWh. Има и потенциал за премиум брандиране – например, фермер може да рекламира своите култури като устойчиво отглеждани под соларни панели, което може да привлече еко-ориентирани клиенти или договори, макар че това засега е нишова идея. Освен това, фермата получава втори източник на приходи (продажба или спестяване на електроенергия), който се добавя към дохода от реколтата. В един хипотетичен пример, публикуван от MarketWatch, 6 kW жилищна вертикална бифасциална система може да генерира ~9 000 kWh/година (при добри слънчеви условия), което при $0,16/kWh носи около $1 440 стойност годишно solarwa.org. Това показва стабилна възвръщаемост с времето, въпреки че инсталацията може да струва повече от стандартна 6 kW система. Изчисленията за система в мащаб на ферма биха взели предвид както приходите от електроенергия, така и всяко въздействие (положително или отрицателно) върху добива на реколтата. В много случаи дори едноцифрен процент намаление на добива може да бъде компенсирано от печалбите от енергия, особено при култури с по-ниска стойност.
Оперативни спестявания: Вертикалната агроволтаика може да спести пари от оперативни разходи по няколко начина. Намаленото почистване и поддръжка на панелите е един от тях – както беше отбелязано, ако природата поддържа панелите по-чисти, харчите по-малко за почистващи екипи или роботи. Друг потенциал е намалени застрахователни или рискови разходи. Например, вертикалните панели е по-малко вероятно да бъдат повредени от тежки снеговалежи (често срещан риск за покривни панели през зимата). Те също така може да са по-малко податливи на кражби или вандализъм, ако служат и като ограда за имота. Във фермите могат да служат като ветроуловители, което евентуално намалява щетите от вятър върху определени култури или ерозия – полза, която е трудна за монетизиране, но е реална. От друга страна, трябва да се отчетат възможни нови разходи: например, ако тракторист случайно удари ред с панели, може да има разходи за ремонт, или ако добитък гризе кабели, ще са нужни защитни мерки. Затова управленските практики трябва да се адаптират.
Дълготрайност и възвръщаемост: Ако са проектирани и поддържани добре, вертикалните бифасциални системи трябва да издържат 25-30 години, както и конвенционалните соларни ферми (панелите и инверторите имат същия живот). Въпросът е дали тяхната производителност се влошава повече или по-малко в сравнение с обичайното. Има известни предположения, че тъй като вертикалните панели избягват най-горещото слънце и натрупват по-малко прах, тяхната деградация с времето може да е по-бавна – но дългосрочни данни все още няма. Ако това е вярно, това може да означава по-дълъг полезен живот или по-добра производителност в по-късните години, което подобрява възвръщаемостта на инвестицията през целия живот. Ранните последователи също разчитат на идеята, че комбинирането на земеделие и енергия може да отвори нови източници на приходи (като въглеродни кредити за климатично интелигентно земеделие или плащания за услуги към електрическата мрежа, тъй като техният профил на производство е благоприятен за мрежата).
Икономии от мащаба: С нарастването на броя на вертикалните проекти, производителите и монтажниците вероятно ще намират начини за намаляване на разходите. Вече компаниите оптимизират монтажните системи – например, използват рамки на модулите с предварително пробити отвори, така че да могат да се завинтват директно към стълбовете без отделни носещи конструкции pv-magazine-usa.com. Този тип опростяване може да намали използването на стомана и труда. Цените на бифасциалните панели също падат, тъй като те се превръщат в индустриален стандарт. Next2Sun, един от пионерите, си партнира с производители на панели (като наскоро с китайския производител Huasun), за да адаптира бифасциалните модули за вертикална употреба и да намали разходите pv-magazine.com. Ако годишните обеми на инсталации на вертикални агроволтаици се удвоят или утроят през следващите години (както се случва в Европа pv-magazine.com), икономиите от мащаба трябва да се подобрят и ценовата надбавка може да намалее. Експерти от индустрията на Intersolar Europe 2025 отбелязват, че инерцията нараства и вертикалните PV инсталации се увеличават, особено на пазари като Италия, Германия и Франция pv-magazine.com – знак, че ценовите бариери постепенно се преодоляват от търсенето и иновациите.

В заключение, финансовата перспектива за вертикалните соларни ферми е обещаваща, но към момента зависи от конкретния проект. Те са много подходящи в ситуации, където земята е оскъдна или скъпа, където двойната употреба е силно ценена или където ценообразуването според времето на деня възнаграждава техния производствен профил. Може да са по-малко привлекателни, ако се търси най-ниска цена на kWh в райони с изобилие от евтина земя и нужда от максимален енергиен добив (там традиционните соларни системи все още могат да са по-добри). Въпреки това, с развитието на технологията и с натрупването на повече казуси, които показват тяхната стойност – не само в енергия, но и в съпътстващи ползи – можем да очакваме, че ценовото уравнение ще продължи да се подобрява. Показателно е, че някои политици вече гледат отвъд цената; както един агроволтаичен застъпник каза, „ако не правите агроволтаици, няма да имате нужния добив на биомаса в бъдеще“, подчертавайки, че цената на бездействието по интегрирането на соларната енергия със земеделието може да е по-висока в свят, изправен пред климатични предизвикателства sunzaun.com.

Екологични и социални въздействия

Вертикалните бифасциални соларни ферми имат въздействия, които се простират и в екологичната, и в социалната сфера, често доста положителни:

Опазване на земята и продоволствена сигурност: Чрез осигуряване на двойно използване на земята, тези системи помагат да се избегне дилемата „храна или соларна енергия“. Земеделската земя може да продължи да произвежда храна, докато същевременно произвежда чиста енергия. Това е от решаващо значение, тъй като се стремим да разширим възобновяемата енергия – големите соларни паркове в някои региони предизвикват опасения относно изваждането на плодородна земя от производство. Агроволтаиката предлага изход от този конфликт. Проучване от 2019 г. на изследователи от Държавния университет на Орегон установява, че съвместното разполагане на соларни панели и земеделие в широк мащаб теоретично може да осигури до 20% от нуждите на САЩ от електроенергия с минимално въздействие върху добивите на културите, като същевременно създаде над 100 000 работни места в селските райони solarwa.org. Това сочи към бъдеще, в което селските общности са центрове както на земеделие, така и на енергетика, вместо да се налага да жертват едното за сметка на другото. Освен това, поддържането на двойно използване на земята помага да се запазят селските пейзажи и земеделските традиции, което има социална стойност.
Устойчивост на климатичните промени: Както беше отбелязано, частичното засенчване от вертикалните панели може да намали топлинния стрес върху културите и да ограничи изпарението, което е от полза при все по-горещ и сух климат. Съществува и хипотеза, че чрез прекъсване на големите открити полета с редове панели може да се намали ерозията от вятъра и дори да се създадат микро-хабитати, които да са от полза за определени насекоми или почвени организми (някои агроволтаични инсталации засаждат диви цветя или местни треви между панелите, за да подпомогнат опрашителите). Всичко това може да направи фермите по-устойчиви на климатични екстремни явления. От енергийна гледна точка, разпределянето на соларното производство през повече часове от деня (благодарение на вертикалните панели) добавя устойчивост към електрическата мрежа – това е като диверсифициране на соларното „портфолио“ срещу риска от единична точка на отказ или периоди на прекъсване. Това може също да намали нуждата от използване на изкопаеми горива като резерв в ранните сутрешни или вечерни часове, допринасяйки за смекчаване на климатичните промени чрез намаляване на емисиите. Един екологичен компромис, който трябва да се следи, е въздействието на физическите структури върху дивата природа: вертикалните огради потенциално могат да възпрепятстват движението на едри животни през полетата (въпреки че оградите вече са често срещани във фермите). В някои райони може да е необходимо подходящо разстояние или дизайн, благоприятен за дивата природа (като малки пролуки или коридори за диви животни между секциите).
Намален въглероден отпечатък на слънчевата енергия: Бифациалните вертикални ферми могат да подобрят времето за възвръщаемост на въглерода на слънчевите инсталации. Производството на соларни панели и стоманени конструкции има въплътен въглероден разход; обикновено една соларна ферма „изплаща“ този въглерод, като генерира чиста електроенергия за няколко години. Тъй като вертикалните системи могат да генерират относително по-ценна електроенергия и да избягват ограничаване (което означава, че повече от потенциалната им продукция действително се използва), те правят приноса на всеки панел по-ефективен. Също така, ако наистина издържат по-дълго или изискват по-малко поддръжка, това намалява емисиите през жизнения цикъл, свързани със смяна на части или поддържащи дейности. Тези фактори са малко трудни за количествено определяне в момента, но изследователите проучват как агриволтаиката може да намали общите емисии не само чрез зелена електроенергия, но и чрез подобряване на земеделските практики (например по-малко използване на трактори, ако засенчването намалява нуждата от напояване, като по този начин се изгаря по-малко дизел). Едно моделиращо изследване отбелязва, че профилът на производство на вертикалните фотоволтаици може да позволи по-ниска употреба на газови централи или съхранение, като косвено се избягват емисии от тези източници solarwa.org. По-широката картина е, че интегрирането на енергията в земеделието може да доведе до системи, които оптимизират земята, водата и енергията заедно, като потенциално отключват синергии, които намаляват парниковите газове повече, отколкото ако се справяме с всеки фактор поотделно.
Обществени и икономически ефекти: За фермерите, домакинството на вертикална соларна ферма може да осигури стабилен доход (чрез наеми или продажба на електроенергия), който да ги предпази при лоши реколти или нестабилни цени на културите. Това може да засили икономическата стабилност в селските райони. Освен това превръща фермерите и собствениците на земя в заинтересовани страни в областта на възобновяемата енергия, разширявайки кръга на поддръжници на чистата енергия. Може да има дори културни ползи; например, по-младите поколения могат да възприемат високотехнологичните соларни инсталации във фамилната ферма като интересна иновация, което евентуално би ги привлякло да останат в земеделието, вместо да заминат за работа в града. Някои агриволтаични проекти имат образователни или изследователски компоненти (като тези в Rutgers и Colorado State), които ангажират студенти и местни общности със науката за устойчивостта pv-magazine-usa.com, sandboxsolar.com. От друга страна, приемането от общността изисква внимателен подход – прозрачна комуникация, визуално буфериране (например живи плетове покрай пътища, ако външният вид на панелите е проблем) и демонстриране, че земеделието продължава активно наред с панелите, са важни за постигане на подкрепа.
Визуален пейзаж и културно въздействие: Въпреки че вертикалните соларни ферми променят външния вид на полетата, някои твърдят, че те могат да се превърнат в приета част от съвременния земеделски пейзаж, подобно на тракторите или напоителното оборудване. В Япония, където вертикалните панели започват да се появяват в малки ферми, голям вестник отбеляза, че те „изглежда ще преобразят пейзажа на нацията през следващите години“ asahi.com – промяна, но такава, която може да се свързва с напредък и иновации. Има прецедент: вятърните турбини промениха селските хоризонти през последните десетилетия; сега може би тънки редици соларни панели ще осеят полетата. Ако се направи с вкус и в подходящ мащаб, това може да се интегрира, без значително да се намалят естетическите стойности, но това е субективно. Някои общности може да предпочетат вертикалните панели пред огромните соларни полета, защото приличат на огради и могат да се възприемат като част от земеделската среда, а не като индустриално наслояване. Ще бъде интересно да се види как ще се развие общественото възприятие, когато повече пилотни проекти се превърнат в мащабни реализации.

В същността си вертикалните бифасциални соларни ферми предлагат път към по-устойчиво използване на земята, съчетавайки целите за възобновяема енергия със земеделско и екологично управление. Те са инструмент за климатично интелигентно земеделие – осигурявайки сянка и допълнителен доход за фермерите – и за разширяване на възобновяемата енергия без конфликт за земя. Както при всяка иновация, важно е да се наблюдават и смекчават всички негативни въздействия (било върху биоразнообразието, пейзажа или земеделските дейности), но досегашният опит в различни страни показва предимно положителен профил. Ключов аспект ще бъде споделянето на знания и ангажирането на общността, за да се гарантира, че хората, които живеят с тези системи, ги възприемат като полезно допълнение към тяхната среда.

Сравнение между вертикални и традиционни соларни масиви

Полезно е да се направи директно сравнение между вертикалните бифасциални соларни ферми и традиционните хоризонтални (или наклонени) соларни ферми, за да се разберат техните съответни силни и слаби страни:

Ориентация и производство на енергия: Традиционните соларни масиви обикновено са фиксирани под ъгъл към екватора (например, с южно изложение при ~20–40° наклон в Северното полукълбо) или използват едноосни тракери, които следват слънцето от изток на запад, за да максимизират експозицията. Тези дизайни целят да уловят възможно най-много слънчева светлина през деня, което води до производствена крива с рязък пик по обяд. Вертикалните масиви се отказват от улавянето на слънцето отгоре в замяна на улавяне на слънцето под нисък ъгъл от изток и запад. Това означава по-плоска, по-широка производствена крива с два пика (сутрин/вечер) и голям спад по обяд solarwa.org. По отношение на общата енергия, добре оптимизирана традиционна ферма обикновено ще генерира повече kWh на инсталиран kW, отколкото вертикална ферма, особено през лятото. Въпреки това, изходът на вертикалната ферма може да е по-полезен за мрежата сам по себе си. Помислете така: хоризонталната ферма е като спринтьор (енергиен пик около обяд), докато вертикалната ферма е по-скоро като маратонец (равномерно разпределена енергия).
Сезонно представяне: През зимата, когато слънцето е ниско, южно-наклонените панели могат да се поставят под стръмен ъгъл, за да улавят по-добре слабата слънчева светлина, докато вертикалните панели (изток-запад) ще получават известно слънце сутрин и следобед, ако слънцето изгрява/залязва достатъчно на юг. Ако сняг покрива земята, южно-наклонените панели все още могат да получават директно слънце (ако самите те не са покрити със сняг), но вертикалните панели ще бъдат напълно перпендикулярни на зимното слънце около обяд (т.е. слънцето ще ги удря по ръба). Така че чисто от геометрична гледна точка, панел с южно изложение има предимство през зимата. Въпреки това, вземете предвид снежната покривка: вертикалният панел вероятно ще бъде без сняг и също ще се възползва от отраженията на снега по земята, докато наклоненият панел може да бъде покрит със сняг след буря, докато не бъде почистен. На места с чести снеговалежи, вертикалните системи всъщност могат да произвеждат повече през зимния сезон именно поради това, както е наблюдавано в тестови случаи, където вертикалните масиви превъзхождат наклонените в снежни дни sunzaun.com. При облачно зимно време и двете системи произвеждат малко, но вертикалните могат да улавят повече разсеяна светлина от двете страни. През лятото традиционните панели ясно печелят по обяд (когато слънцето е високо), но вертикалните панели могат да се представят относително по-добре рано сутрин/късно вечер през дългите летни дни. Така че сезонното сравнение наистина зависи от географската ширина и климата. Забележителен пример: в северни райони със сняг, вертикалните бифасциални панели са показали значително производство през зимата благодарение на отраженията, докато много фиксирани системи остават неактивни под снега asahi.com.
Използване на земята и плътност: Традиционните соларни паркове често покриват големи непрекъснати площи; на практика където има панели, земята отдолу обикновено не се използва (става силно засенчена и заета от носещи конструкции). Някои паркове използват това пространство за паша на овце или засаждане на диви цветя (за подпомагане на опрашителите), но обикновено не можете да отглеждате култури под плътно покритие от соларни панели. Вертикалните паркове използват земята на ивици – самите панели може да заемат само малък процент от площта на полето (често под 5–10%, в зависимост от разстоянието между редовете). Останалата част от земята получава слънце и дъжд и може да се използва за земеделие или да остане открита. По отношение на чистия капацитет на акър, гъсто разположен традиционен парк може да инсталира, да речем, 30 MW на квадратен километър, докато вертикален парк на същата площ, поради разстоянията, може да инсталира много по-малко капацитет (може би около 10 MW, ако редовете са далеч един от друг заради културите). Въпреки това, тези 10 MW са допълнителни към каквато и да е земеделска продукция, която земята дава, докато 30 MW парк напълно измества земеделието. Така че, за само енергийно използване, традиционният вариант печели по ватове на акър; за комбиниран добив (храна + енергия), вертикалният печели. Също така, вертикалните панели могат да използват маргинални ивици, които традиционните панели може да пренебрегнат – например тесните краища на полета, покрай напоителни канали, крайпътни ивици и др. На тези места сравняването на капацитета на акър е безсмислено, защото там традиционни паркове изобщо не биха били изградени.
Поддръжка и експлоатация: И двете системи изискват поддръжка (проверки на инвертора, почистване на панелите, управление на растителността под панелите и др.). Традиционните ферми понякога страдат от натрупване на прах, особено ако панелите са наклонени под по-малък ъгъл (мръсотията не се плъзга лесно) – почистването може да е значително в пустини или сухи райони. Вертикалните панели, както отбелязахме, имат предимства за самопочистване solarwa.org. Традиционните ферми може да имат по-лесен достъп за поддръжка на превозни средства (тъй като често имат ясни пътеки и по-еднородно разположение), докато вертикалните масиви може буквално да са оградени редове, до които се стига от края или по специални пътеки. Ако обаче вертикалният масив е интегриран в ограда, поддръжката може да е толкова проста, колкото патрулиране по оградата, което е лесно. Наличието на култури или животни усложнява малко поддръжката на вертикалната ферма – не можеш да караш навсякъде, трябва да уважаваш културите или да се координираш с графика на фермата. Традиционните ферми обикновено поддържат ниска растителност (понякога чрез пасене на овце или косене), за да избегнат засенчване; вертикалните ферми трябва да пазят високите култури да не блокират панелите, но ако самата култура е ценна, няма да я режеш – ще избереш съвместими култури. Има и повече ръб за дивата природа във вертикалните ферми – птици или гризачи може да се движат около панелите по различен начин, отколкото на открито поле. Остава да се види дали вертикалните масиви имат по-висока или по-ниска честота на вредители (някои фермери се притесняват, че птиците може да кацат върху панелите и да оставят изпражнения и т.н., но това може да се случи на всяка структура).
Нужди от съхранение на енергия: Едно от изтъкваните предимства на вертикалните ферми е намаляването на нуждата от батерии за прехвърляне на слънчевата енергия за по-късно през деня solarwa.org. Мрежа само с традиционни соларни инсталации може да се нуждае от много съхранение или пикови централи, за да осигури енергия вечер, след като слънцето залезе. Мрежа с комбинация, включително вертикални соларни панели, би имала повече вградена генерация в късните часове на деня. Това казано, традиционните ферми също могат да решат този проблем чрез преднамерено увеличаване на капацитета и добавяне на съхранение, но с допълнителни разходи. Ако си представите 100 MW конвенционална соларна ферма срещу 100 MW вертикална соларна ферма: конвенционалната ще произведе огромно количество енергия на обяд (може би част от нея ще бъде изгубена или продадена евтино), а след 18:00 ч. – нищо; вертикалната ще има по-скромен добив на обяд, но все още ще произвежда енергия в 18:00 ч., когато конвенционалната е нула. Така че конвенционалната може да се нуждае, например, от 25 MW батерия, за да прехвърли част от обедната енергия за вечерта, докато вертикалната може да мине с много по-малка батерия или изобщо без, защото естествено удължава производството към вечерта. Затова енергийните плановици виждат роля за вертикалните фотоволтаици в балансирането на мрежите. Това е почти като да имаш вграден „тракер“, който следи времето на нужда, а не точното положение на слънцето.
Сложност и гъвкавост: Традиционните соларни системи вече са добре разработени – хиляди инсталатори знаят как да ги изграждат, разходите са добре известни, а производителността е много предвидима. Вертикалните соларни ферми са по-нови; не толкова много фирми имат опит с тях и всеки обект може да изисква индивидуални настройки (за почвени условия, оптимално разстояние между редовете и др.). Въпреки това, компании като Sunzaun, Next2Sun и други вече предлагат предварително проектирани решения за вертикални конструкции, което намалява сложността за потребителите solarwa.org. Традиционните соларни системи също могат да се монтират на тракери, за да се разшири производството им (тракерите следват слънцето, осигурявайки повече енергия сутрин и следобед в сравнение с фиксиран наклон), но тракерите добавят подвижни части и поддръжка. Вертикалните системи постигат подобно широкообхватно производство без подвижни части, което е плюс за тях. От друга страна, вертикалните системи са по-малко гъвкави в един смисъл: не можете да регулирате наклона сезонно или да следите слънцето – те са фиксирани по дизайн. Традиционните системи с фиксиран наклон поне могат да бъдат оптимизирани според географската ширина (ъгъл) или да се коригират няколко пъти годишно, ако някой иска да нагласи зимния спрямо летния ъгъл. На практика обаче повечето соларни ферми просто остават на един наклон през цялата година.

За да илюстрираме сравнението: германски енергиен експерт описва вертикалната агро-фотоволтаика като генератор, ориентиран изток-запад, без големия обеден пик на конвенционалната фотоволтаика pveurope.eu. Той отбелязва, че това води до „по-малко конфликти на използване, по-добро покриване на търсенето на електроенергия и по-ниски изисквания за съхранение“ за енергийната система pveurope.eu. Междувременно, традиционен соларен разработчик може да възрази, че ако има налична земя и целта е максимален брой мегаватчасове, традиционното разположение (може би комбинирано с батерия) може да е по-просто и по-евтино. И двата подхода имат своето място и не се изключват взаимно – бъдещите соларни ферми може да включват и двата типа, с някои панели вертикални по периферията и други традиционни в центъра на полето, като така се оптимизира използването на земята и производството на енергия заедно.

В обобщение, традиционните соларни масиви са отлични за чисто енергийно производство и имат предимство по отношение на разходи и мащаб, но вертикалните бифасциални масиви предлагат по-добра ефективност на използване на земята за двойни цели и по-благоприятен за мрежата профил на производство. Изборът ще зависи от целите на проекта: ако съвместното използване на земята и повишената стойност за мрежата са приоритет, вертикалните системи са много привлекателни; ако максималното производство и най-ниската цена са водещи, традиционните остават силни. С развитието на енергийния сектор (и с интегрирането на повече соларни мощности в мрежите), се очаква стойността на вертикалния подход да нараства.

Текущи внедрявания и пилотни проекти по света

Вертикалните бифасциални соларни ферми вече са преминали от концепция към реалност в редица пилотни проекти и дори търговски внедрявания по целия свят. Към 2025 г. ето някои забележителни внедрявания и казуси, които показват как се прилага технологията:

Германия и Централна Европа: Германия е пионер във вертикалната агриволтаика. Стартъпът Next2Sun, основан през 2015 г., изгради една от първите и най-големи вертикални бифасциални ферми в Европа. През 2020 г. те завършиха знакова вертикална агри-ФВ инсталация с мощност 4,1 MW в Донауешинген-Аазен (Баден-Вюртемберг) – редици от бифасциални панели върху земеделска земя next2sun.com. След това Next2Sun разшири проектите си в съседни страни: например, 1,9 MW централа в Нойдорф, Австрия (въведена в експлоатация през 2022 г.), която комбинира отглеждане на тикви и соя с вертикални панели pv-magazine.com. Австрийският обект предостави ценни данни; фермерите Петер Гзел и Йозеф Грюндел, които притежават системата, съобщават, че наличието на панели не е променило значително почвената влага, независимо дали годината е била суха или влажна pv-magazine.com, а времето за жътва е било приблизително същото като при конвенционалните полета (с леко удължаване за някои култури като соята) pv-magazine.com. Те също така подчертават ниските разходи за поддръжка – от 2022 г. не им се е налагало да почистват панелите, тъй като дъждът и снегът ги поддържат чисти pv-magazine.com. Европейският интерес бързо нараства: ръководители на Next2Sun разкриха на Intersolar Europe 2025, че годишните им инсталации са се удвоили до 40 MW през 2024 г. (от 20 MW предходната година), тъй като търсенето се увеличава в страни като Германия, Франция и Италия pv-magazine.com. Франция и Италия, изправени пред ограничения на земята и политики в подкрепа на агриволтаиката, имат няколко пилотни обекта и планират десетки мегавати вертикални соларни инсталации във лозови масиви и земеделски полета. В Северна Европа (Нидерландия, Белгия), където млечните ферми и откритите полета са често срещани, се провеждат изпитания за използване на вертикални соларни огради за генериране на енергия без да се нарушава пашата на кравите. Дори в заснежена Швейцария, вертикални панели са интегрирани в шумоизолиращи бариери по магистрала (A13), за да намалят шума и да произвеждат електроенергия целогодишно 8msolar.com.
Съединени щати: САЩ възприеха тенденцията на агриволтаиката с известно закъснение, но бързо наваксват през 2024–2025 г. Един от ключовите проекти е в Бърлингтън, Върмонт, където Next2Sun си партнира с американската компания iSun за изграждането на първата търговска вертикална агриволтаична система в страната pveurope.eu. Строителството започна през 2024 г. на терен от 1,5 хектара, където ще има 69 реда бифасциални панели, разположени на разстояние около 30 фута (9,1 м) един от друг, а между редовете ще се отглеждат зеленчуци като моркови и цвекло pveurope.eu. Джеф Пек, изпълнителен директор на iSun, заяви, че вертикалната система запазва „ценната земя… почти изцяло“ за земеделие, демонстрирайки адаптивността към нуждите на фермерите pveurope.eu. Този проект във Върмонт е значимо доказателство за концепцията за по-големи ферми с двойно предназначение в САЩ. Междувременно, изследвания и пилотни инсталации се появяват: Земеделският изследователски център на Държавния университет на Колорадо инсталира вертикални редове бифасциални панели (с използване на конструкцията на Sunzaun) през 2024 г. и успешно отгледа царевица със стандартна земеделска техника, която маневрира между тях sandboxsolar.com. В Ню Джърси университетът Рътгърс изгради 170 kW вертикална система във фермата си за изследвания, подкрепена от щатската програма за чиста енергия, за да проучи въздействието върху фуражните култури и пашата на говеда между панелите pv-magazine-usa.com. Този проект дори включва заслони за животни и станции за поене под редовете с панели, за да се интегрира с животновъдните дейности pv-magazine-usa.com. В по-малък мащаб някои американски фермери сами са изградили „слънчеви огради“ – например ферма в Колорадо (Spring Hill Greens) е преустроила 26 kW бифасциална ограда между оранжериите, за да покрие енергийните си нужди, без да жертва площта за култури solarwa.org. Фигури от индустрията като Helge Biernath от Sunzaun активно популяризират вертикалната агриволтаика чрез подкасти и уебинари, отбелязвайки, че Европа и Азия са напред, но интересът в САЩ бързо нараства, тъй като хората осъзнават ползите за използването на земята sunzaun.com. Наистина, някои американски соларни разработчици вече виждат агриволтаиката като начин за по-лесно приемане на соларни проекти от общностите – като ги представят като подобрения в земеделието, а не…по-скоро отколкото замествания. Lightstar Renewables, например, обяви агриволтаични проекти (напр. в Масачузетс), където вертикални редове от панели ще позволят продължаване на земеделието и дори ще подобрят местообитанията на опрашителите, с цел да покажат на местните общности различен модел на соларна ферма igrownews.com.
Япония и Източна Азия: Япония беше един от първите, които възприеха концепцията за споделено използване на слънчева енергия (агриволтаика) поради необходимост – ограничена земя и стремеж за възраждане на селскостопанските общности. Най-ранните експерименти с вертикални фотоволтаици в Япония датират отпреди повече от десетилетие asahi.com, но едва наскоро бифасциалните панели направиха този подход по-ефективен. Проектът с оризови полета в град Ашикага (споменат по-рано) е показателен пример: Инсталиран през май 2024 г. от компания, наречена Sharing Farm, той е един от първите по рода си в Япония с модерна бифасциална технология asahi.com. Панелите са разположени като редици прегради в оризовото поле, а видео, заснето с дрон, показващо оризосадилна машина, която се движи между редовете панели, стана вирусно и демонстрира как земеделските дейности могат да продължат asahi.com. Фактът, че добивите на ориз са намалели само с 5%, впечатли много наблюдатели asahi.com, а проектът продава слънчевата енергия на Marubeni Corporation за електрическата мрежа asahi.com. Експерти в Япония очакват разпространение на такива инсталации, особено в северни региони като Хокайдо, където обилният сняг може да парализира традиционните соларни масиви asahi.com. Представител на JPEA (Японската асоциация за фотоволтаична енергия) прогнозира 20–30% годишен ръст на вертикалните панели, основно в тези заснежени райони asahi.com. Извън Япония и други азиатски страни проучват вертикалната агриволтаика: В Южна Корея има интерес към използване на вертикални панели по границите на оризовите полета (Южна Корея вече изгради известна 20-мили слънчева велоалея, макар че тя е с по-конвенционални панели). В Китай огромното мнозинство от соларните инсталации са традиционни, но изследователи са тествали вертикални бифасциални масиви в пустините, използвайки високия албедо на пясъците за допълнителна енергия от задната страна solarwa.org. Забележително е, че някои китайски производители вече произвеждат бифасциални панели, оптимизирани за вертикален монтаж, предвиждайки пазар за такива системи в световен мащаб pv-magazine.com. Можем да очакваме, че гъстонаселените и северни страни в Азия (Япония, Южна Корея, части от Китай) ще бъдат благоприятна почва за вертикални соларни ферми през следващите години.
Други региони: В сухи региони като Близкия изток или Северна Африка, вертикалните бифасциални панели могат да се използват за сенчести конструкции, които едновременно служат като соларни генератори – например, за създаване на сенчести канали или пътеки. Макар и не точно „ферми“, това биха били вертикални инсталации за спестяване на вода от изпарение (подобно на концепцията за покриване на канали със соларни панели, която Индия и Калифорния са изпробвали с плоски панели). В Европа, освен Германия, страни като Италия инвестират в агроволтаици за защита на лозя и овощни градини от силно слънце и градушка – някои италиански проекти използват повдигнати панели, но вертикални също се разглеждат, където е подходящо (например по редовете на овощни градини). Африка има огромен соларен потенциал, а вертикалните системи могат да намерят ниша в общностни земеделски проекти, където е ценно да се осигурят както напояване (чрез соларно изпомпване), така и защита на реколтата. Стартъп в Източна Африка, например, разглежда агро-соларни огради, които да държат слоновете далеч от нивите, докато генерират електричество за селата – креативна двойна функция на вертикалните соларни огради.

Тези внедрявания показват модел: по-малки пилотни проекти (често под няколкостотин kW) за тестване на концепцията, последвани от по-големи търговски проекти (няколко MW), след като се натрупа увереност. До 2025 г. вертикалните соларни ферми вече не са само експериментални. Само в Германия работят десетки мегавати; в САЩ има солидни демонстрации; Япония е възприела идеята за бъдещия си пейзаж. Играчите в индустрията си сътрудничат през граници – проектът във Върмонт е директен трансфер на германска технология в САЩ, а японски компании са посещавали европейски обекти, за да научат най-добрите практики. Конференциите за агроволтаици вече често подчертават вертикалните системи като ключова категория (например конференцията AgriVoltaics 2024 имаше цяла техническа обиколка „Vertical PV“ в Германия agrivoltaics-conference.org).

Експертните коментари подчертават значимостта на тези реални проекти. „Въвеждането на соларни фотоволтаици в земеделски земи близо до градски центрове може да намали необходимостта от ограничаване на енергията“, отбеляза Хелге Бирнат, позовавайки се на проблемите на Калифорния с прекомерното производство на слънчева енергия и ползата от генерирането ѝ по-близо до мястото на потребление sunzaun.com. Той също така отбеляза, че преднината на Европа се дължи отчасти на това, че „имат по-малко земя“ и са били принудени да иновират, за да използват пространствата по-умно sunzaun.com. Сега, с осезаеми успехи, все повече заинтересовани страни – от фермери до енергийни компании – обръщат внимание. Показателно е, че дори политиците и изследователите се включват: Fraunhofer ISE в Германия създаде специализиран агриволтаичен стартъп (Diveo GmbH), за да подпомогне внедряването на системи, включително вертикални pv-magazine.com, а правителствата финансират проучвания за усъвършенстване на регулациите и моделите за ефективност (като DOE в САЩ и няколко пилотни проекта, финансирани от ЕС). Досегашните глобални казуси показват, че при правилна адаптация към местните нужди (видове култури, климат и др.), вертикалните соларни ферми могат да бъдат успешни в различни контексти.

Бъдещи перспективи и иновации

Гледайки напред, вертикалните соларни ферми с бифасциални панели изглеждат готови за значителен растеж и усъвършенстване. Ето някои ключови бъдещи тенденции и иновации, които да следим:

Мащабиране и масово приемане: Това, което започна като нишова концепция, е на прага на комерсиално мащабиране. Анализаторите на индустрията прогнозират бърз растеж на агриволтаиката като цяло – доклад на Global Market Insights оценява пазара на агриволтаика на 6,3 милиарда долара през 2024 г. и предвижда стабилен растеж през 2020-те години gminsights.com. Значителна част от това може да бъдат вертикални системи, предвид тяхната привлекателност. В страни като Германия вертикалната агри-ФВ преминава от пилотни проекти към внедряване с държавна подкрепа; енергийната пътна карта на правителството за 2023 г. изрично включва агриволтаиката като ключова стратегия за разширяване на соларната енергия без конфликт за земя roedl.com. Може да видим специфични стимули (тарифни надбавки или бонус кредити) за агриволтаични проекти в повече юрисдикции, което ще ускори приемането им. Очакваното годишно увеличение от 20-30% на вертикалните панели в Япония (главно в снежни региони) asahi.com показва бързо нарастване. Ако тези темпове се запазят, в рамките на 5 години вертикалните ферми могат да формират забележима част от новите добавени соларни мощности на тези пазари. Законът за намаляване на инфлацията в САЩ (IRA) също съдържа разпоредби и финансиране, които могат да покрият агриволтаични инсталации (например чрез енергийни програми на USDA за селските райони и грантове от DOE), което може индиректно да стимулира вертикалните проекти. Създаването на нови компании (като подкрепяната от Fraunhofer Diveo в Германия pv-magazine.com) и партньорства (като производителят на модули Huasun в сътрудничество с Next2Sun за доставка на усъвършенствани бифасциални панели pv-magazine.com) вероятно ще оптимизира веригата на доставки и ноу-хауто за тези системи.
Технологични подобрения: Очаквайте да видите още по-добра технология на панелите, оптимизирана за вертикална употреба. Настоящите бифасциални панели имат бифасциалност (ефективност на задната страна спрямо предната) около 70-95%. Новите дизайни, особено с хетеро-връзкови клетки, достигат >95% бифасциалност pv-magazine.com, което означава, че задната страна е почти толкова силна, колкото и предната. Това ефективно максимизира възможностите на вертикалния панел при отразена светлина. Може също да видим бифасциални панели, които са до известна степен прозрачни (позволявайки повече светлина да преминава към културите) или панели, които могат да променят прозрачността си. Друга иновация може да бъдат интегрирани отражатели или дифузори: например, малки отражатели в основата на панелите, които насочват повече светлина към задната страна при условия на ниско слънце. Концепция на изследователи включва вертикални изток-запад бифасциални панели с регулируеми отражатели на земята за увеличаване на зимната продукция couleenergy.com – нещо като хибрид между концентрирана слънчева енергия и вертикални фотоволтаици. Материалите също се подобряват: антирефлексни покрития, които минимизират отблясъците (важно, ако панелите са до магистрали или близо до домове), и покрития против замърсяване, които допълнително намаляват полепването на прах.
По-умен дизайн и оптимизация: С повече данни от пилотни проекти инженерите стават по-добри в моделирането на вертикалната бифасциална производителност. Първоначално стандартните инструменти за симулация на фотоволтаици имаха затруднения да предвидят точно енергийния добив на вертикални бифасциални масиви (заради необичайната геометрия и албедо факторите) sandboxsolar.com. Сега компаниите и изследователите донастройват тези модели, като вземат предвид местните климатични условия, точната отразителна способност на земята, разстоянието между редовете и др. Можем да очакваме софтуер за проектиране, специално за агриволтаици, който позволява персонализирана оптимизация: например, при зададена култура и географска ширина, софтуерът може да предложи идеалната височина на панела, разстояние и ориентация за балансиране на растежа на културите и енергийния добив. Работи се и върху вертикални панели с проследяване – звучи контраинтуитивно, но може да има вертикален панел, който през лятото леко се накланя или завърта, за да коригира ъгъла си. Някои експериментални системи използват „динамична“ вертикална конфигурация, при която панелът може да се завърта на 20-30° на изток или запад при нужда (повече сложност, но потенциално по-голям годишен добив). Въпреки това, много в индустрията смятат, че простотата е ключът, и фиксираните вертикални бифасциални панели са достатъчно надеждни.
Интеграция със съхранение на енергия и мрежата: С разпространението на вертикалните соларни ферми, вероятно те ще бъдат комбинирани с батерийно съхранение, за да се осигури по-стабилно електрозахранване. Въпреки че намаляват нуждата от съхранение чрез разпределено производство, наличието на известно количество съхранение на място може да помогне за прехвърляне на излишната енергия от сутринта към вечерния пик или да осигури ток в облачни дни. Стартъпът Diveo (от Fraunhofer ISE) има за цел именно да интегрира агроволтаици с батерийни системи, създавайки хибридни електроцентрали във фермите pv-magazine.com. Може да видим фермери, които използват соларни панели с батерии не само за продажба на ток, но и за захранване на напоителни помпи в синхрон със слънчевата продукция (пестейки вода и енергия). На ниво мрежа, ако много вертикални ферми се включат, операторите на мрежата ще включат техните профили на производство в планирането. Това може да доведе до соларни ферми като активи на мрежата, които осигуряват поддръжка на напрежението сутрин и вечер и допълват вятърната или традиционната слънчева енергия. По същество, вертикалните соларни панели могат да помогнат за смекчаване на известната „крива на патицата“ (когато нетното търсене спада на обяд и скача вечер), като запълнят „корема“ на патицата и облекчат „врата“ ѝ.
По-широк обхват на приложения: В бъдеще може да видим вертикални бифасциални панели на места, които досега не сме смятали за типични. Например, градско земеделие – покривите могат да имат редове вертикални соларни панели с оранжерийно градинарство между тях. Това вече е изпробвано в малък мащаб: вертикалните панели на плоски покриви, странно, могат да надминат наклонените в снежни градове, защото вертикалните продължават да работят през зимата, когато наклонените се затрупват със сняг pv-magazine.com. Така че градските инсталации може да възприемат вертикални панели на покривите, за да оптимизират зимното производство и да освободят място за други цели (като климатични инсталации или покривни градини между вертикалните редове). Друга потенциална област е интеграция с оранжерии: монтиране на бифасциални панели вертикално по стените на оранжериите или на ивици в самите стени, които произвеждат енергия, но все пак пропускат достатъчно светлина за растенията. Също така, помислете за аквавотаици – вертикални панели във ферми за риба или езера, където действат като прегради, които генерират ток и може би осигуряват сянка, която някои видове аквакултури предпочитат.
Политика и пазарни перспективи: Политиците все по-често осъзнават значението на агриволтаиката. В обсъжданията на селскостопанската политика на ЕС се включва възможността фермите с двойно предназначение да бъдат допустими за земеделски субсидии (така че фермерите да не бъдат наказвани за това, че имат соларни инсталации на земята си). В САЩ щати като Масачузетс и Ню Джърси въвеждат ясни насоки за двойното използване, така че фермерите да могат да получават кредити за възобновяема енергия, като същевременно запазват земята за земеделско производство. Можем да очакваме публикуването на повече официални стандарти и добри практики – например, каква трябва да е височината на панелите за различна техника, как точно да се измерва влиянието върху добивите и др. Сертифицирането на системите също е стъпка напред: вертикалната система на Sunzaun наскоро премина UL сертификация в САЩ, първата по рода си solarwa.org, което улеснява разрешителните и финансирането. Ако въглеродните пазари и сертификатите за устойчивост се разраснат, агриволтаичните продукти (като „отгледани със слънце“ култури) може да се продават на по-висока цена или да осигуряват допълнителни стимули.
Обществено и експертно мнение: До момента много експерти са оптимистично настроени. Изследователите често посочват агриволтаиката като ключов елемент на устойчивото бъдеще. Коментарите са, че не става дума само за възобновяема енергия, а за цялостно преосмисляне на начина, по който използваме земята. Например, Чад Хигинс (OSU) говори с ентусиазъм за синергията (повече храна и повече енергия) solarwa.org, а Хелге Бирнат (Sunzaun) страстно свързва агриволтаиката със сигурността на биомасата ни за храна при климатични промени sunzaun.com. Тези разкази вероятно ще станат по-мейнстрийм – ще чуваме за соларни ферми, които изхранват общности и ферми, които захранват общности в едно и също изречение. Може да си представим бъдещи новини: напр. „Семейна ферма произвежда 100 акра пшеница и 2 MW слънчева енергия“ като нещо обичайно. Политиците също харесват идеята за намаляване на конфликтите за земя, които са спирали проекти в миналото. Ако вертикалните соларни ферми покажат добри добиви и доволни фермери, това може да превърне някои скептици (например тези, които се притесняват от загуба на земеделска земя) в поддръжници.

В иновационно отношение трябва да споменем и алтернативни вертикални дизайни, които се тестват: например, V-образни конфигурации на панели (два панела, съединени в обърнато „V“, така че единият да гледа на изток, а другият на запад), които могат да се монтират на един стълб – това може да постигне подобен ефект като вертикална ограда, но с по-малък отпечатък и лек наклон на всяка страна за допълнителна продукция. Изследвания през 2025 г. показаха обещаващи резултати при моделиране на такива V-образни бифасциални системи за определени култури solarfarmsummit.com. Друга идея е подвижна агриволтаика – панели, които могат да се плъзгат или премахват по време на определени земеделски дейности или сезони (например, да се разполагат само извън сезона на дадена култура). Въпреки това, допълнителната сложност може да направи този вариант по-малко привлекателен от просто проектиране на статични системи, които позволяват земеделие целогодишно.

Перспективата е, че вертикалното соларно земеделие ще премине от експериментално към стандартна опция в соларния инструментариум. Не се изненадвайте, ако след няколко години минавате покрай ферма и видите редица стъклени огради, блестящи на слънцето, или ако чуете за голям проект на комунално ниво, който е избрал вертикално бифасциално разположение за по-добра интеграция с мрежата. Синергията от улавяне на слънчева светлина от двете страни и споделяне на земята между енергия и земеделие е убедително решение на множество проблеми – а точно такива решения са това, от което светът има нужда в по-голяма степен.

Да използваме думите на един от първите привърженици, фермерът Петер Гзел в Австрия: „Аз съм против използването на фотоволтаици върху земеделска земя“ (имайки предвид стария начин на покриване на поле) „…обаче, [с вертикалната агриволтаика] земята остава обработваема.“ pv-magazine.com Той дори не е обмислял сериозно традиционните повдигнати соларни навеси поради опасения от засенчване в Северна Европа pv-magazine.com, но вертикалният подход промени мнението му. Това усещане, веднъж доказано в голям мащаб, може да промени много мнения. Вертикалните соларни ферми показват, че слънчевата енергия и земеделието не е нужно да се конкурират – те могат буквално да съществуват рамо до рамо, в полза и на двете. През следващите години вероятно ще видим как тази концепция разцъфтява от пилотни участъци до обширни полета от „слънчеви култури“, които доставят чиста енергия и истинска храна заедно.

Заключение

Вертикалните соларни ферми с бифасциални панели представляват забележителна иновация на пресечната точка между възобновяемата енергия и използването на земята. Те превръщат огради, полски граници и други вертикални пространства в енергийни генератори, без да изместват основното предназначение на земята. Както видяхме, те предлагат множество предимства: по-равномерно разпределено производство на енергия през деня, продължаваща земеделска продукция, намален земен отпечатък и устойчивост при предизвикателни климатични условия (сняг, жега и др.). Реални проекти през 2024–2025 г. – от оризови полета в Япония до тиквени ниви в Германия и изследователски ферми в САЩ – потвърдиха, че този подход работи, често надминавайки очакванията за запазване на добивите и генериране на значително количество електричество. Експерти и лидери в индустрията все по-често застъпват агриволтаиката като ключова стратегия за устойчиво бъдеще, а политическите рамки бавно се развиват в нейна подкрепа.

Разбира се, предизвикателства като по-високи начални разходи и сложност на дизайна трябва да бъдат адресирани, но текущите иновации и икономии от мащаба бързо подобряват ситуацията. Ясно е, че инерцията се увеличава: компаниите разширяват инсталациите, фермерите споделят успешни истории, а изследователите разработват по-добри инструменти за оптимизация на тези системи. В свят, в който натискът от климатичните промени, продоволствената сигурност и енергийните нужди нарастват, вертикалните бифасциални соларни ферми предлагат убедителна синергия – начин да умножим продуктивността на земята чрез наслагване на функции.

Както един изпълнителен директор на компания за чиста енергия призова, време е да мислим отвъд стимулите и да осъзнаем, че интегрирането на соларната енергия със земеделието скоро може да се превърне в необходимост, а не просто опция, за да осигурим както хранителните си доставки, така и целите си за чиста енергия sunzaun.com. В средата на 2020-те вертикалните соларни ферми преминават от експериментални парцели към търговска реалност. Те революционизират както соларната енергия, така и земеделието, доказвайки, че с малко изобретателност можем да „жънем“ слънцето по повече от един начин – и да въведем бъдеще, в което соларните панели и културите растат рамо до рамо, заедно захранвайки и изхранвайки света.

Източници

Sunzaun Blog – Вертикалната соларна енергия променя правилата на играта (юли 2025): Дефиниция на вертикалната соларна енергия и предимства в търговски условия sunzaun.com.
Solar Washington – Вертикалните бифасциални соларни панели увеличават енергията, пестят пространство… (март 2024): Обяснение на вертикалните бифасциални панели, изследвания за добив +5–30%, двойни пикове и по-хладна работа solarwa.org.
Asahi Shimbun – Вертикалните соларни панели ще променят облика на японските земеделски земи (6 юли 2025): Резултати от агроволтаичен опит в оризови полета (5% спад), цитат от Таики Акасака от Sharing Farm за разпространението на технологията, представител на JPEA за предимствата при сняг и темповете на растеж asahi.com.
pv magazine – По-детайлен поглед към вертикалната агроволтаика (11 юли 2025): Подробности за проекта на Next2Sun в Австрия (1,9 MW) – разстояние 9,4 м, не се изисква почистване, минимално влияние върху времето за отглеждане на културите, сравнение на разходите (€200k срещу €110k на MW), цитат от Хубер за 25% по-висока стойност от бифасциални панели + профил pv-magazine.com.
Sunzaun Blog – Обобщение на подкаста Clean Power Hour (юли 2025): Цитат от Хелге Бирнат (CEO на Sunzaun) с призив за агроволтаика за бъдещи добиви на биомаса, цитат от Тим Монтегю за намаляване на стреса при растенията, разлика в приемането между САЩ и Европа, тестови обект на Sandbox Solar & CSU с царевица, осведоменост/политика като пречки sunzaun.com.
pv magazine – Next2Sun & iSun изграждат първата вертикална агро-PV в САЩ (2 януари 2024): Проект във Върмонт 1,5 ха, 69 реда на разстояние 9,14 м, култури между тях, цитат от Джефри Пек (iSun) за опазване на земята, цитат от изпълнителния директор на Next2Sun Хайко Хилдебранд за производство, когато конвенционалните PV дават по-малко, ползи за покриване на търсенето и по-ниски нужди от съхранение pveurope.eu.
pv magazine USA – Ферма в Ню Джърси изследва агриволтаици (9 април 2024): 170 kW вертикална система на Rutgers (Sunstall/Sunzaun), пасящи говеда и фураж с вертикални панели, финансирано от щата Ню Джърси, ZnShine 450 W бифасциални модули, предишна инсталация на Sunzaun във винарна, белгийско проучване за намалено напояване, изследване на OSU: 20% от електричеството в САЩ и 330 хил. тона CO₂ по-малко, цитат на Чад Хигинс „агриволтаиците осигуряват истинска синергия… повече храна, повече енергия, по-ниско водно потребление…“ pv-magazine-usa.com, solarwa.org.
pv magazine – Възходът на вертикалните агриволтаици (22 май 2025): Интервю на Intersolar 2025 – Next2Sun удвоява инсталациите до 40 MW през 2024, вертикалните фотоволтаици набират популярност в Италия, Германия, Франция pv-magazine.com.