Vertikální solární farmy: Jak bifaciální panely revolucionalizují solární energii v roce 2025

Vertikální solární farmy instalují panely vzpřímeně v úhlu 90° v řadách sever–jih a využívají bifaciální panely ke sklizni ranního východního světla a odpoledního západního světla pro dva denní špičkové výkony.
Projekt rýžového pole ve městě Ashikaga v Japonsku byl instalován v květnu 2024, přinesl o 5 % méně rýže a prodává solární energii společnosti Marubeni Corporation.
Představitelé Japonské asociace pro fotovoltaickou energii předpovídají 20–30% roční růst vertikálních instalací ve sněhových oblastech díky snadnému skluzu sněhu a odraženému světlu od země.
Rakouská vertikální fotovoltaická elektrárna se 4 500 moduly, instalovaná v roce 2022, zaznamenala po prvních letech pouze 7 panelů s drobným mechanickým poškozením a díky dešti a sněhu nevyžadovala žádné ruční čištění.
Bifaciální solární moduly mohou za příznivých podmínek, jako je vyšší albedo povrchu, dodat přibližně o 5 % až 30 % více energie než monofaciální panely.
Rakouská agrivoltaická farma instalovala vertikální bifaciální panely s rozestupy 9,4 metru mezi řadami plodin, což umožnilo pěstovat dýně a sóju s obdobným termínem sklizně jako na nezastíněných polích.
Německá společnost Next2Sun postavila v Donaueschingen-Aasen vertikální agri-PV instalaci o výkonu 4,1 MW dokončenou v roce 2020, následovanou 1,9 MW elektrárnou v Neudorfu v Rakousku uvedenou do provozu v roce 2022.
V Burlingtonu ve Vermontu byla v roce 2024 zahájena výstavba na ploše 1,5 hektaru se 69 řadami s rozestupy přibližně 9,1 metru, kde se mezi řadami pěstují mrkev a červená řepa jako první komerční vertikální agrivoltaický systém v zemi.
Počáteční náklady na projekty s vertikálními bifaciálními panely jsou vyšší, montážní konstrukce stojí kolem 200 000 € za MW oproti 110 000 € za MW u tradičních systémů v Rakousku a bifaciální moduly jsou přibližně o 0,10–0,20 $ dražší za watt.
Vertikální bifaciální farmy mohou snížit polední omezení výroby a nabídnout síti příznivější dvoušpičkový profil výroby, což zlepšuje možnosti řízení a potenciálně snižuje potřebu akumulace ve srovnání s konvenčními solárními systémy.

Představte si solární farmy, které stojí vzpřímeně jako ploty, zachycují sluneční paprsky z obou stran a sdílejí půdu s plodinami a hospodářskými zvířaty. Vertikální solární farmy – v podstatě solární panely instalované vertikálně (90°) – se stávají převratným trendem v oblasti obnovitelných zdrojů energie. Tyto instalace často využívají bifaciální solární panely (solární články na přední i zadní straně) ke sklizni slunečního světla ráno z východu a pozdě odpoledne ze západu sunzaun.com, solarwa.org. Výsledkem je nový typ solárního pole, které vyrábí elektřinu po celý den, funguje v souladu se zemědělstvím a řeší některé výzvy tradičních solárních uspořádání. Tato zpráva vysvětluje, co jsou vertikální solární farmy, jak fungují bifaciální panely, proč je jejich kombinace tak silná a jaké přináší výhody a výzvy. Prozkoumáme také reálné instalace v místech jako Německo, USA a Japonsko, podělíme se o odborné poznatky a novinky do srpna 2025 a prodiskutujeme, co by mohla přinést budoucnost tohoto inovativního přístupu.

Co jsou vertikální solární farmy?

Vertikální solární farmy označují fotovoltaické (FV) instalace, kde jsou panely namontovány vzpřímeně v úhlu 90° místo obvyklé nakloněné orientace. Často jsou vertikální panely uspořádány v dlouhých řadách orientovaných sever-jih, takže jedna strana panelu směřuje přímo na východ a druhá přímo na západ sunzaun.com. V podstatě solární panel funguje jako zeď nebo plot. Tato konfigurace se velmi liší od konvenčních solárních farem, kde panely obvykle směřují na jih (na severní polokouli) pod úhlem, aby maximalizovaly polední slunce.

Ve vertikální farmě každá strana panelu zachycuje sluneční světlo v jinou denní dobu: východní strana ráno a západní strana odpoledne. To přináší dva denní vrcholy výroby elektřiny – jeden po východu slunce a druhý před západem – místo jednoho velkého poledního vrcholu solarwa.org. Protože panely jsou vertikální, vrhají poměrně úzké stíny a nepokrývají půdu tak rozsáhle jako ploché sestavy, což je zásadní výhoda pro využití půdy pod nimi nebo kolem nich.

Vertikální solární instalace lze využít různými způsoby. Ve venkovském prostředí se často objevují jako solární ploty podél hranic polí nebo mezi řádky plodin. Ve městském nebo průmyslovém prostředí lze vertikální panely integrovat do stěn, fasád nebo podél okrajů pozemků, čímž se dříve nevyužitý vertikální prostor promění v nemovitost generující energii sunzaun.com. Dokonce byly navrženy nebo realizovány podél dálnic jako solární protihlukové stěny, které kombinují snížení hluku s výrobou elektřiny (tento koncept byl již pilotně vyzkoušen v Německu) 8msolar.com. Jednou z nejzajímavějších aplikací je však využití na zemědělské půdě – praxe známá jako agrivoltaika – kde vertikální solární panely umožňují současné pěstování plodin a výrobu elektřiny na stejném pozemkuasahi.com.

Agrivoltaické vertikální farmy získávají pozornost, protože řeší klíčový problém: konflikt mezi využitím půdy pro potraviny versus energii. Vztyčením panelů do svislé polohy v široce rozestoupených řadách mohou zemědělci nadále používat těžkou techniku a sázet plodiny mezi řadami panelů s minimálním omezením asahi.com. Například v Japonsku byla v roce 2024 instalována vertikální solární pole na rýžovém poli; následující sklizeň přinesla pouze o 5 % méně rýže než předchozí rok bez panelů asahi.com, a zemědělec získal nový zdroj příjmů z prodeje solární energie. „Vertikální solární panely měly na úrodu menší dopad, než jsme očekávali,“ řekl Taiki Akasaka ze společnosti Sharing Farm (firma provozující tento projekt) a dodal, že doufají v rozšíření technologie, pokud klesnou náklady asahi.com. Tento příklad ukazuje, jak mohou vertikální fotovoltaické panely koexistovat s plodinami – což je něco, s čím mají tradiční, půdu pokrývající solární farmy problém.

Další pozoruhodnou vlastností vertikálních farem je jejich výkon v sněhových nebo vysokých zeměpisných šířkách. Protože jsou panely svislé, sníh se na jejich povrchu nehromadí jako na plochých nebo nakloněných panelech – sníh jednoduše sklouzne nebo spadne na zem. To znamená, že mohou pokračovat ve výrobě elektřiny i po sněžení a dokonce využívat světlo odražené od sněhu na zemi asahi.com. Ve skutečnosti úředníci z Japonské asociace pro fotovoltaickou energii předpovídají, že vertikální solární instalace budou v chladných, zasněžených oblastech Japonska rychle růst (o 20–30 % ročně), kde je tato schopnost shazovat sníh a využívat odražené světlo velkou výhodou asahi.com. Podobně vertikální panely zůstávají čistší; prach a nečistoty se na svislém povrchu neusazují tak snadno a déšť je může účinněji omývat, což snižuje potřebu údržby pv-magazine.com.

Shrnuto, vertikální solární farma je solární elektrárna postavená doslova na bok. Výměnou za trochu nižší účinnost v poledne získávají tyto farmy konstrukční a půdní výhody a otevírají nové možnosti: mohou fungovat jako ploty nebo zdi, výroba elektřiny může být začleněna do farem a dříve nepraktická místa (jako úzké pásy půdy) mohou produkovat energii. Skutečné kouzlo však nastává, když tento design spojíme s technologií bifaciálních solárních panelů – což umožňuje každému svislému panelu využívat sluneční světlo z obou stran, zepředu i zezadu.

Jak fungují bifaciální solární panely

Bifaciální solární panely jsou panely, které vyrábějí elektřinu z obou stran. Na rozdíl od tradičních solárních modulů (monofaciálních panelů), které mají aktivní fotovoltaickou vrstvu pouze na přední straně (s neprůhlednou zadní fólií), mají bifaciální panely solární články vystavené i na zadní straně. To znamená, že bifaciální panel může přeměňovat světlo na energii jak z přímého slunečního záření na přední straně, tak z odraženého nebo rozptýleného světla na zadní straně solarwa.org. V podstatě panelu nezáleží na tom, ze které strany světlo přichází – veškerá energie je užitečná.

Několik konstrukčních prvků umožňuje bifaciální funkčnost. Tyto panely často používají čirou zadní fólii nebo konstrukci s dvojitým sklem, aby světlo mohlo pronikat k zadním článkům. Jsou instalovány tak (často vyvýšeně nebo v otevřených rámech), aby světlo mohlo dopadat na zadní stranu z okolí (například ze země, blízkých povrchů nebo atmosféry). Výkon zadní strany závisí na „albedu“ prostředí – míře odrazivosti. Například bílý písek, beton nebo sníh na zemi odráží velké množství slunečního světla, které bifaciální panely dokážou zachytit a zvýšit tak svůj energetický výstup solarwa.org. Za sněhových podmínek může bifaciální panel dokonce vyrábět elektřinu ze světla odraženého od sněhové pokrývky kolem něj, což by běžný panel zcela přehlédl.

Co se týče účinnosti, bifaciální moduly mohou za vhodných podmínek vyrobit výrazně více energie než jednostranné. Studie ukázaly, že použitím bifaciálních panelů lze dosáhnout zvýšení energetického výnosu od 5 % až do 30 %, v závislosti na faktorech, jako je lokalita, odrazivost povrchu, výška instalace a podobně solarwa.org. I mírná odrazivost (například světlý povrch pod panelem) přispívá několika dalšími kilowatthodinami. Tato technologie rychle dospěla – v polovině 20. let 21. století začala řada velkých solárních elektráren po celém světě používat bifaciální moduly jako standard pro zvýšení produkce.

Jednou z důležitých výhod bifaciálních panelů je, že mohou pracovat chladněji než monofaciální v určitých konfiguracích solarwa.org. Pokud je panel instalován vertikálně nebo jinak není přímo natočen na polední slunce, absorbuje v těchto špičkových hodinách méně tepla. Nižší teplota panelu zlepšuje účinnost solárních článků (protože extrémní teplo může snižovat okamžitou účinnost panelu). Vertikální bifaciální panely například obvykle nečelí plné síle poledního slunce (protože jsou orientovány východ-západ), což udržuje jejich povrch chladnější a umožňuje jim tak efektivnější provoz během dne solarwa.org. Jinými slovy, jakoukoli energii, kterou ztratí tím, že nejsou v poledne přímo natočeny ke slunci, mohou částečně kompenzovat tím, že při zachycení slunečního světla jej přeměňují efektivněji díky nižší teplotě.

Abychom to shrnuli, bifaciální panely jsou ideálním doplňkem pro vertikální instalace. Vertikálně orientovaný monofaciální panel by vyráběl elektřinu pouze z jedné strany (buď ráno, nebo odpoledne, ale ne z obou). Použitím bifaciálních modulů mohou vertikální solární farmy využívat obě strany každého panelu, čímž efektivně zdvojnásobují užitečnou plochu pro výrobu. Je to klíč, který odemyká plný potenciál vertikálních polí – zachycují sluneční energii během více hodin dne a z více úhlů. Dále se podíváme na to, proč toto spojení vertikálního designu a bifaciální technologie vyvolává takový rozruch a jaké jedinečné výhody nabízí.

Synergie vertikálního designu a bifaciální technologie

Kombinace vertikálního uchycení s bifaciálními panely vytváří silnou synergii, která řeší některá omezení běžných solárních systémů. Zde je několik způsobů, jak tato kombinace společně přináší jedinečné výhody:

Celodenní výkonový profil: Tradiční solární farma orientovaná na jih má jeden výrazný výkonový vrchol kolem poledne. Naproti tomu vertikální bifaciální farma orientovaná východ-západ vytváří dva mírnější vrcholy – jeden ráno (aktivní východní strana) a jeden pozdě odpoledne (aktivní západní strana) solarwa.org. Je to jako mít „dvě směny“ výroby solární energie každý den, jak poznamenal jeden solární nadšenec sunzaun.com. Toto rovnoměrnější rozložení výkonu může lépe odpovídat typickým vzorcům poptávky po elektřině (které často vykazují špičky ráno a večer, když se lidé chystají do práce nebo se vracejí domů) sunzaun.com. Znamená to také, že instalace vyrábí využitelnou energii v hodinách, kdy by tradiční panely mohly být nečinné nebo mít nízký výkon. Například farma v Coloradu, která instalovala vertikální bifaciální panely, zaznamenala své špičkové výkony kolem 9. hodiny ranní a 16. hodiny odpolední, místo aby vše bylo v poledne solarwa.org. Tento typ výrobního profilu je velmi ceněn, protože může snížit zátěž sítě během těchto ranních/večerních období a omezit potřebu bateriového úložiště pro pokrytí poptávky brzy ráno nebo pozdě večer solarwa.org.
Snížené omezení v poledne: V oblastech bohatých na solární energii se někdy vyskytuje zvláštní problém – příliš mnoho solární energie v poledne. Tento přebytek může vést k tomu, že provozovatelé sítě omezují (vypínají) některé solární farmy během hodin nejsilnějšího slunečního svitu, čímž dochází k plýtvání potenciální energií. Vertikální bifaciální farmy přirozeně vyrábějí méně v poledne, takže je méně pravděpodobné, že by přispívaly k přebytku. Místo toho generují poměrně více v okrajových hodinách, což může vyplnit mezery, když jiné solární zdroje klesají solarwa.org. Jak poznamenali výzkumníci z německé univerzity v Lipsku, rozšířené využití vertikální fotovoltaiky může snížit závislost na plynových špičkových elektrárnách nebo velkých úložištích, protože doplňují časování konvenčních plochých solárních elektráren solarwa.org. V podstatě by směs tradičních a vertikálních solárních panelů mohla zajistit plynulejší křivku dodávky – konvenční panely pokrývají poledne, vertikální panely pokrývají rána/večery a společně poskytují konzistentnější energii během dne.
Dvojstranný sběr energie: Bifaciální vlastnost znamená, že vertikální farmy využívají světlo z obou směrů. Během východu slunce vyrábí energii východně orientovaná strana každého panelu, zatímco západní strana může dokonce zachytit odražené světlo ze země nebo atmosféry, a naopak odpoledne. I rozptýlené světlo za oblačného dne může do určité míry zasáhnout obě strany, což zlepšuje výnos energie. Tato schopnost sběru v rozsahu 360° je obzvlášť užitečná v prostředích s vysokým albedem (odrazivým povrchem). Například v zimě, kdy je slunce nízko, může světlo odrážející se od sněhové pokrývky výrazně zvýšit výkon zadní strany bifaciálních panelů asahi.com. Vertikální bifaciální systémy ve vysokých zeměpisných šířkách z toho těží tím, že vyrábějí energii nejen z přímého slunce, ale i z okolního světla, které by jednostranný panel nikdy nezachytil.
Přirozeně čistší a chladnější panely: Jak již bylo zmíněno, vertikální panely snadněji shazují sníh a prach. Neexistuje žádný vodorovný povrch, na kterém by se mohl hromadit sníh, a déšť může účinně omývat obě strany. Zemědělská společnost v Rakousku, která v roce 2022 instalovala vertikální bifaciální panely, uvedla, že nikdy nemusela panely ručně čistit – přirozený déšť a vertikální orientace je udržovaly čisté, což podpořilo i místní klima pv-magazine.com. To snižuje náklady na údržbu a udržuje vysokou účinnost. Navíc, protože vertikální bifaciální panely se vyhýbají přímému polednímu slunci, zůstávají v poledne chladnější. Nižší provozní teploty mohou zvýšit účinnost – efektivně tak získáte více elektřiny na jednotku slunečního záření. Jedna studie zjistila, že nižší teplota panelu u vertikálně instalovaných bifaciálních modulů přispěla k jejich vyšší produktivitě solarwa.org. Je to výhodné pro obě strany: konstrukce nejen zachycuje světlo ze dvou stran, ale také pasivně zmírňuje dva běžné problémy s výkonem (znečištění a teplo).

Stručně řečeno, vertikální farmy s bifaciálními panely vytvářejí stabilnější a odolnější systém solární energie. Vyrábějí energii tehdy a tam, kde ostatní nemusí (představte si zasněžené ráno – střešní panely mohou být pokryté sněhem, ale vertikální panely budou pravděpodobně čisté a funkční). Také otevírají nové prostory pro instalaci solární energie (například okraje polí, ploty a městské zdi) a dobře se integrují s dalšími způsoby využití půdy. Tato synergie vyvolává rostoucí zájem jak u solárních developerů, tak u zemědělské komunity, jak uvidíme v následujících částech.

Klíčové výhody a příklady využití

Vertikální bifaciální solární farmy nabízejí řadu výhod a umožňují kreativní způsoby využití, které tradiční solární pole jen těžko napodobí. Níže uvádíme některé z nejdůležitějších předností spolu s reálnými příklady, jak a kde jsou tyto systémy využívány:

Dvojí využití půdy – zemědělství a solární energie společně: Možná největším lákadlem je možnost sdílet půdu mezi výrobou energie a zemědělstvím. Zemědělci mohou nadále pěstovat plodiny nebo chovat zvířata na půdě, kde jsou zároveň instalovány vertikální solární panely. Štíhlý profil panelů a široké rozestupy umožňují volný pohyb traktorů a sklízecích strojů a plodiny stále dostávají dostatek poledního slunce. asahi.com, pv-magazine-usa.com Na jedné rakouské agrivoltaické farmě byly řady bifaciálních vertikálních panelů vzdálené 9,4 metru instalovány mezi řádky plodin; farma nadále pěstuje dýně a sóju s minimálními změnami pv-magazine.com. Výsledky pěstování jsou povzbudivé – výnosy dýní byly srovnatelné s nezasloněnými poli a sója dozrávala o něco déle, ale stále přinesla sklizeň v rozumném čase pv-magazine.com. V japonském pokusu s rýžovým polem, jak bylo uvedeno, pokles výnosu rýže činil pouze ~5 % s panely, což farmář považoval za spravedlivou výměnu za vyrobenou elektřinu asahi.com. Agrivoltaika je vnímána jako výhodné řešení pro obě strany: zemědělci získávají nový příjem (prodej elektřiny) a případně i některé agronomické výhody (například snížení tepelného stresu rostlin), zatímco společnost získává obnovitelnou energii bez obětování produkce potravin. Jak řekl Chad Higgins, docent na Oregonské státní univerzitě, agrivoltaika může přinést „skutečnou synergii“ – což vede k „více potravinám, více energii, nižší spotřebě vody, nižším emisím uhlíku a prosperujícím venkovským komunitám.“ solarwa.org
Snížená půdní náročnost a vyšší energetická hustota: Vertikální panely využívají půdu velmi efektivně z hlediska rozestupů a pokrytí. Protože stojí vzpřímeně, jejich koeficient pokrytí půdy může být nízký – což znamená, že velká část půdy zůstává volná pro jiné využití (zemědělství nebo jiné účely). Jedna studie uvedla, že vertikální instalace dosáhly vynikajícího využití půdního pokrytí a zároveň generovaly značné množství energie, což je atraktivní vlastnost pro aplikace s omezeným prostorem solarwa.org. V praxi můžete vertikální panely umístit podél okrajů polí, hranic pozemků nebo silnic, kde nebudou zasahovat do hlavního využití půdy. Například vinařství v Kalifornii instalovalo vertikální bifaciální panely podél řad vinné révy – v podstatě je začlenilo do konstrukce treláží – a vyrábělo elektřinu bez omezení plochy vinice solarwa.org. V hustě zastavěných komerčních zónách nebo areálech lze vertikální solární panely přidat na hranice parkovišť, bezpečnostní ploty, protihlukové stěny nebo fasády budov – tedy na místa, kam by se běžné solární konstrukce nebo střešní panely nemusely vejít sunzaun.com. Tím se z dříve nevyužitého nebo „mrtvého“ prostoru stávají produktivní solární farmy. Dokonce bylo navrženo, že vertikální solární ploty by mohly nahradit nebo doplnit běžné oplocení, takže byste měli plot, který vám zároveň vydělává elektřinu youtube.com. Celkově mohou vertikální bifaciální systémy dosáhnout vyššího energetického výnosu na jednotku plochy, když vezmete v úvahu, že půda zůstává víceúčelová – podle jednoho odhadu by společný rozvoj zemědělské půdy se solárními panely mohl přispět až 20 % k celkové výrobě elektřiny v USA, aniž by se snížila produkce plodin, pokud by byl tento model rozšířen po celé zemi solarwa.org.
Ranní a večerní posílení výkonu (přínosy pro síť): Díky východo-západní orientaci dodávají vertikální bifaciální farmy více energie během ranních a pozdně odpoledních hodin než konvenční farmy. To je velký přínos pro elektrickou síť a energetické plánovače. Znamená to, že solární energie je k dispozici blíže časům špičkové poptávky (které v mnoha regionech nastávají v podvečer) a může snížit závislost na fosilních elektrárnách nebo bateriích k pokrytí výpadků. Německý developer vertikálních FV to vyjádřil takto: „Vertikální systém vždy vyrábí elektřinu, když konvenční FV systémy mají tendenci vyrábět méně.“ pveurope.eu V praxi to může učinit solární energii lépe řiditelnou a snížit potřebu omezovat přebytečnou polední výrobu solarwa.org. Rozložením výroby energie během dne mohou vertikální farmy také lépe využít časově diferencované ceny elektřiny – na některých trzích má ranní a večerní energie vyšší hodnotu než polední. Johannes Huber, projektový inženýr společnosti Next2Sun, poznamenal, že kombinace bifaciálních panelů a užitečnějšího výrobního profilu může „vést k celkovému zvýšení hodnoty výroby elektřiny o 25 %“ u vertikálního systému, i když celkový výstup v kWh je o něco nižší, protože více energie je generováno během hodin s vyšší hodnotou pv-magazine.com.
Odolnost za každého počasí (sníh, mraky a horko): Vertikální bifaciální panely vykazují výrazné výhody v určitých povětrnostních podmínkách. V zasněžených oblastech, jak již bylo zmíněno, snadno shazují sníh a dokonce mohou vyrábět elektřinu i z odraženého slunečního světla na sněhu. Díky tomu jsou mnohem více odolné vůči zimě. Tradiční panely při silném sněžení mohou být mimo provoz i několik dní, dokud sníh neroztaje nebo není odstraněn, zatímco vertikální panely mohou fungovat s minimálním přerušením sunzaun.com, asahi.com. Za oblačného počasí přijímají vertikální panely rozptýlené světlo rovnoměrněji z obou stran, což může někdy zmenšit výkonový rozdíl oproti šikmým panelům. A během extrémně horkých dnů pracují vertikální panely o něco chladněji (protože neabsorbují plnou sílu poledního slunce přímo), což může znamenat lepší účinnost solarwa.org. Tyto faktory znamenají, že vertikální farmy mohou mít stabilnější výkon v průběhu ročních období. Ve skutečnosti data z testovacích lokalit ukazují, že v některých zimních dnech nebo za určitých podmínek (například při zatažené obloze nebo když je šikmé panely silně znečištěné), vertikální bifaciální pole předčila tradiční šikmé pole se srovnatelnou kapacitou sunzaun.com. Jejich oboustranná povaha také částečně chrání proti počasí – pokud je východní obloha zatažená při východu slunce, ale později se vyjasní, západně orientovaná strana stále zachytí odpolední slunce, a naopak.
Méně údržby a delší životnost: Orientace a konstrukce vertikálních farem může zjednodušit údržbu. Jak bylo zmíněno, dochází k menšímu hromadění nečistot a sněhu, což znamená méně časté čištění. Existují také důkazy o menším opotřebení: protože panely nejsou namířeny přímo vzhůru, dostávají menší zásahy například od krupobití a nečistot. Efektivně představují užší profil pro padající předměty. Mnoho vertikálních systémů používá robustní uchycení (často dvojité sloupky) pro bezpečné upevnění panelů; jeden návrh dokonce zavěšuje panely s mírnou pružností, aby odolaly silnému větru bez prasknutípveurope.eu. V rakouské vertikální FV elektrárně s 4 500 moduly mělo po prvních několika letech pouze 7 panelů drobné mechanické poškození – škody byly přičteny zemědělským činnostem a i tyto případy byly ojedinělé pv-magazine.com. Celkově je naděje, že tyto systémy mohou vydržet déle s menším počtem oprav. Je to stále v počátcích, ale náznaky jsou pozitivní, že vertikální bifaciální pole mohou být nenáročná na údržbu, fungovat celoročně a mít životnost srovnatelnou s jakoukoli konvenční solární farmou.
Výhody zemědělského mikroklimatu: Zajímavým vedlejším efektem, který vyplývá ze studií o agrivoltaice, je, že částečný stín od solárních panelů může zlepšit podmínky pro pěstování některých plodin. I když je intuitivní si myslet, že jakýkoli stín rostlinám škodí, výzkum ukazuje, že v horkých a suchých podmínkách může příliš mnoho přímého slunce ve skutečnosti stresovat rostliny a vysušovat půdu sunzaun.com. Plodiny jako salát, bobuloviny nebo dokonce některé odrůdy kukuřice mohou trpět při extrémním horku a vysoké expozici slunci. Vertikální panely, které vrhají dlouhé, úzké stíny pohybující se po poli, mohou snížit intenzitu odpoledního slunce na plodinách a omezit odpařování. První experimenty ukázaly, že to může šetřit vodu – půda pod a kolem řad solárních panelů si udrží vlhkost déle, což snižuje potřebu zavlažování plodin pv-magazine-usa.com. Například studie Univerzity v Liège (Belgie) zjistila, že vertikální agrivoltaický systém výrazně snížil spotřebu vody pro zavlažované plodiny, protože stínění a efekt zadržení větru od panelů uchovávaly vlhkost v půdě pv-magazine-usa.com. Existují také důkazy, že některé stín-tolerantní nebo chladnomilné plodiny mají v agrivoltaickém uspořádání vyšší výnos než na plném slunci, zejména v oblastech náchylných k suchu sunzaun.com. Tyto efekty závisí na plodině a klimatu, ale naznačují, že vertikální solární farmy by mohly pomoci zmírnit některé dopady změny klimatu (jako je intenzivní horko a sucho) na zemědělství, kromě výroby energie.

Vzhledem k těmto výhodám není překvapením, že o vertikální bifaciální systémy je zájem z různých směrů – od developerů obnovitelných zdrojů energie hledajících inovativní projekty, přes zemědělce usilující o dodatečný příjem a odolnost vůči klimatu, až po tvůrce politik hledající řešení konfliktů ohledně využití půdy. Stejně jako u každé technologie však existují i výzvy a kompromisy, které je třeba zvážit, a těm se budeme věnovat dále.

Výzvy a nevýhody

Ačkoli jsou vertikální solární farmy s bifaciálními panely slibné, nejsou bez problémů. Některé z hlavních nevýhod a překážek zahrnují:

Nižší celkový energetický výstup (na panel): Tím, že panel není v poledne přímo natočený ke slunci, vertikální panel obecně vyrobí méně roční energie než optimálně nakloněný panel orientovaný na jih na stejném místě. I s bifaciálním zvýšením panel v podstatě většinu dne zachycuje šikmé sluneční světlo (kromě brzkých ranních a pozdních hodin). To znamená, že možná budete muset nainstalovat větší kapacitu (více panelů nebo větší plochu panelů), abyste dosáhli stejného celkového výstupu v kWh jako u konvenční farmy. Například testy jednoho solárního nadšence ukázaly, že průměrná denní produkce vertikálních panelů byla nižší než u nakloněných panelů – ačkoli vertikální sestava v zimě a v okrajových hodinách dohnala nebo dokonce překonala sunzaun.com. Přesný deficit se liší podle lokality – ve velmi vysokých zeměpisných šířkách nebo velmi zatažených oblastech si vertikální panely vedou relativně lépe, ale v slunných rovníkových oblastech by vertikální orientace přišla o velkou část poledního slunce. V praktických termínech musí farmář nebo developer zvážit dostupnost půdy a požadovaný výkon: pokud je cílem maximální energie na panel a půda je levná, tradiční uspořádání vítězí. Vertikální systémy vynikají tam, kde je půda omezená nebo je upřednostněno dvojí využití před samotným výkonem.
Vyšší počáteční náklady: V současnosti mají vertikální agrivoltaické systémy tendenci být dražší na výstavbu na watt než standardní fotovoltaické farmy. Speciálně navržené konstrukce, hlubší základy (aby panely odolaly větru jako plot) a bifaciální panely (které historicky stojí o něco více než monofaciální) všechny zvyšují cenu. Pro představu, vertikální bifaciální projekt v Rakousku odhadl náklady na montážní strukturu kolem 200 000 € na MW, ve srovnání s přibližně 110 000 € na MW u tradičního pozemního systému v tomto regionu pv-magazine.com. To je téměř dvojnásobek nákladů na konstrukci, ačkoliv tento rozdíl se může snižovat s větším rozsahem a místní optimalizací. Samotné bifaciální moduly jsou v současnosti o něco dražší (přibližně o 0,10–0,20 $ na watt více než monofaciální moduly) solarwa.org, i když jejich cena klesá, jak se stávají běžnějšími. Navíc vertikální systémy mohou vyžadovat více elektrického vedení na panel (protože panely jsou více rozprostřené) a více oplocení nebo zabezpečení, protože zabírají větší plochu ve stylu plotu. Všechny tyto faktory mohou zvýšit počáteční investici. Na druhou stranu zastánci tvrdí, že výnos energie na watt a vyšší hodnota této energie (díky lepšímu časování) mohou část těchto nákladů vyrovnat. Jedna analýza uvedla, že vyšší výnos z bifaciálních panelů a zlepšený výrobní profil mohou způsobit, že nivelizované náklady na elektřinu z vertikálního systému jsou z dlouhodobého hlediska srovnatelné s konvenčním systémem solarwa.org. Přesto vyšší pořizovací cena může být odrazující, zejména pro farmáře nebo malé developery. Taiki Akasaka z Sharing Farm (japonský agrivoltaický projekt) upřímně řekl, že by rádi rozšířili technologii vertikálních panelů dále „pokud by je bylo možné stavět levněji“ asahi.com.
Konstrukční a větrné úvahy: Vertikální panely v podstatě fungují jako plachty, které zachycují vítr. Navržení konstrukce a podpěr tak, aby odolaly silnému větru (nebo dokonce bouřím), je zásadní. To často znamená použití těžších ocelových podpěr, hlubokých pilot nebo flexibilních montážních systémů, které dokážou absorbovat poryvy větru. Systém Next2Sun například využívá patentovaný rám, kde jsou moduly namontovány na mírně pružných ložiskách – to pomáhá zabránit vzniku trhlin ve sklech panelů při zatížení větrem, a přitom zachovává celkovou konstrukční stabilitu pveurope.eu. U vertikální orientace je navíc nutné zajistit, aby se řady vzájemně nestínily, což vyžaduje široké rozestupy. Jak bylo uvedeno, řady mohou být od sebe vzdáleny 8–10+ metrů v závislosti na výšce panelu, aby stín jedné řady nedopadal na další při nízkých úhlech slunce pveurope.eu, pv-magazine.com. To znamená, že musíte mít dostatečně dlouhý pozemek pro správné rozestupy, což může zkomplikovat rozmístění na nepravidelně tvarovaných parcelách. U velmi velkých instalací toto rozestavení také znamená nižší hustotu osazení panelů na dané ploše ve srovnání s hustě osazenými šikmými řadami – opět jde o kompromis mezi efektivitou využití půdy a možností dvojího využití.
Kompatibilita s určitými plodinami nebo využitím: Ne každá plodina nebo scénář je ideální pro vertikální agrivoltaiku. Vysoké plodiny (jako je vzrostlá kukuřice, cukrová třtina nebo ovocné stromy) by mohly panely stínit nebo být jimi omezeny. Jedním z řešení je použít nastavitelnou konstrukci, která umožní panely zvednout výše nad zem, ale to zvyšuje náklady a složitost sunzaun.com, solarwa.org. Na testovacím místě Colorado State University byly vertikální panely instalovány původně s kukuřicí, ale systém byl navržen tak, aby bylo možné panely v případě potřeby pro vyšší plodiny v budoucnu zvednout o několik dalších stop sunzaun.com. Integrace hospodářských zvířat (například pastva skotu kolem panelů) také vyžaduje pečlivý návrh – jak ukazuje projekt Rutgers v New Jersey, může být potřeba další vybavení jako zvířecí přístřešky a oplocení, aby byla chráněna jak zvířata, tak solární zařízení pv-magazine-usa.com. Je zde také otázka, že farmáři jsou zvyklí na neomezená pole; zavedení řad panelů znamená změnu provozu na poli (byť mírnou). To vyžaduje informovanost a někdy i školení – např. zajistit, aby traktoristé znali průjezdné výšky, nebo načasovat setí/sběr s ohledem na řady panelů. Učení a přijetí mezi farmáři je výzvou. „Pokud agrivoltaika nabízí tolik výhod, proč ji nevidíme všude?“ ptá se Tim Montague, moderátor podcastu Clean Power Hour – povědomí a vzdělávání jsou součástí problému, protože mnoho farmářů o těchto systémech zatím moc neví sunzaun.com. Přesvědčit tradiční farmáře, aby přijali solární infrastrukturu na své půdě, může vyžadovat čas a ukázky úspěchu.
Regulační a politické překážky: V některých regionech neexistuje jasný politický rámec pro duální solární farmy. Územní plány nemusí počítat se stavbami na polích, nebo mohou být dotační programy zaměřeny buď na zemědělství, nebo na solární energii, ale ne na obojí současně. To se začíná měnit – například státy jako New Jersey spustily pilotní programy Dual-Use Solar, které mají za cíl konkrétně zkoumat a podporovat agrivoltaiku pv-magazine-usa.com. Evropská unie a země jako Německo také zvažují úpravy aukcí na obnovitelné zdroje energie a pravidel zemědělských dotací, aby podpořily agri-PV (Německý návrh „solárního balíčku“ v roce 2023 zahrnoval ustanovení o agrivoltaice). Přesto povolení vertikální solární farmy na zemědělské půdě může vyvolat specifické otázky: Bude se to počítat jako zemědělská stavba, nebo jako energetické zařízení? Může být půda stále daněna nebo zařazena jako zemědělská? Politiky bude třeba aktualizovat, aby uznaly a odměnily duální přínosy. Odborníci z oboru, jako je Helge Biernath, generální ředitel společnosti Sunzaun zabývající se vertikálními solárními systémy, zdůrazňují nutnost změny pohledu: místo žádostí o speciální pobídky pro agrivoltaiku tvrdí, že nepřijetí agrivoltaiky by mohlo ohrozit budoucí zemědělskou produkci vzhledem ke klimatickému stresu na plodiny sunzaun.com. To je odvážné stanovisko, ale podtrhuje potřebu, aby tvůrci politik vnímali agrivoltaiku jako strategii klimatické odolnosti, nikoli jen jako energetický projekt.
Estetika a vnímání veřejnosti: Pole s vertikálními solárními panely vypadá jinak než běžná solární farma nebo typické pole s plodinami. V podstatě vytváří řady kovových „plotů“ v krajině, které mohou být vysoké až 2,5–3 metry. Někteří lidé mohou tento vizuální dopad vnímat rušivě nebo se obávat „zprůmyslnění“ venkovské krajiny. Přijetí komunitou je důležité; i běžné solární farmy někdy čelí odporu typu NIMBY a vertikální farmy se s tím budou muset také vypořádat. Na druhou stranu, protože vertikální farmy ponechávají mezi řadami zeleň a volný prostor, někteří je mohou považovat za méně rušivé než souvislou plochu nakloněných panelů. První agrivoltaické projekty často zdůrazňují minimální vizuální změnu – například po instalaci v sójovém poli stále vidíte zelená pole s občasnými řadami panelů, nikoli zcela modročerný solární pokryv. Přesto je nutné, aby developeři komunikovali s komunitami a ukazovali přínosy. V Oregonu vyvolal velký agrivoltaický projekt (Muddy Creek Energy Park o rozloze 1 588 akrů) debatu – zastánci tvrdí, že půjde o modelovou duální farmu, zatímco někteří místní jsou skeptičtí k čemukoli, co zabírá tisíce akrů, i když jde o duální využití capitalpress.com. Stejně jako u větrných turbín nebo tradičních solárních farem zůstává výzvou najít rovnováhu mezi rozvojem a místními obavami.

Shrnuto, vertikální bifaciální solární farmy musí překonat vyšší počáteční náklady, zajistit robustní konstrukci vůči větru a provozu farmy, zapadnout do systémů s plodinami a hospodářskými zvířaty a orientovat se v regulačním i společenském prostředí. Tyto výzvy jsou reálné, ale jsou řešeny inovacemi, úpravami politik a rostoucími zkušenostmi z pilotních projektů. Náklady například pravděpodobně klesnou, jakmile bude postaveno více projektů – podobně jako byly první solární panely drahé, ale s masovou výrobou jejich cena prudce klesla. Dále se podíváme na faktor nákladů podrobněji a na to, jak si ekonomika vertikálních solárních systémů stojí.

Zohlednění nákladů

Ekonomická životaschopnost je klíčovou otázkou u každého nového solárního přístupu. Vertikální bifaciální systémy přinášejí některé odlišné nákladové faktory a úspory ve srovnání se standardními FV poli:

Počáteční kapitálové náklady: Jak již bylo zmíněno, očekávejte vyšší počáteční náklady u vertikálních farem, především kvůli montážním konstrukcím a případně bifaciálním panelům. Výše tohoto příplatku se může lišit. V některých případech může být samotná půda levnější (pokud využíváte úzký pás půdy nebo ji sdílíte se zemědělstvím, možná nebudete muset kupovat nebo pronajímat tolik vyhrazené půdy jako samostatná solární farma). Vládní pobídky nebo granty mohou hrát roli: s ohledem na duální využití některé vlády dotují agrivoltaické pilotní projekty. Například rakouská vláda poskytla 15% investiční dotaci na vertikální agrivoltaickou elektrárnu v Neudorfu, protože zachovala zemědělské využití půdy pv-magazine.com. Podobně pilotní program v New Jersey poskytl 2 miliony dolarů Rutgersově univerzitě na instalace pro výzkum agrivoltaiky pv-magazine-usa.com a Japonsko v minulosti poskytovalo granty farmářům, kteří zaváděli sdílení solární energie. Tyto pobídky pomáhají kompenzovat vyšší náklady v této rané fázi zavádění.
Výnos energie a příjmy: Zatímco vertikální farmy vyprodukují méně kWh na instalovaný kW než optimálně nakloněná farma, hodnota těchto kWh může být vyšší. Mnoho trhů má časově odstupňované ceny nebo poplatky za špičkovou spotřebu, které činí elektřinu ráno/večer výnosnější než elektřinu v poledne. Pokud se elektřina prodává do sítě, může vertikální farma v průměru vydělat více na jednu kWh. Existuje také potenciál pro prémiové značkování – například farmář může své plodiny propagovat jako udržitelně pěstované pod solárními panely, což může přilákat ekologicky smýšlející zákazníky nebo kontrakty, i když jde zatím o okrajový nápad. Farma navíc získává druhý zdroj příjmů (prodej elektřiny nebo úspory), který se přičítá k příjmům z plodin. V jednom hypotetickém příkladu publikovaném MarketWatch může rezidenční vertikální bifaciální systém o výkonu 6 kW vyrobit ~9 000 kWh/rok (za dobrých slunečních podmínek), což při ceně $0,16/kWh znamená asi $1 440 ročně solarwa.org. To naznačuje solidní návratnost v čase, i když instalace může stát více než standardní 6kW systém. Výpočet pro farmářský systém by zohlednil jak příjmy z elektřiny, tak jakýkoli dopad (pozitivní nebo negativní) na výnos plodin. V mnoha případech může i jednociferné procentuální snížení výnosu plodin být převáženo zisky z energie, zejména u plodin s nižší hodnotou.
Úspory v provozu: Vertikální agrivoltaika může ušetřit peníze na provozu několika způsoby. Jedním z nich je snížená potřeba čištění a údržby panelů – jak bylo zmíněno, pokud příroda udržuje panely čistší, utratíte méně za úklidové čety nebo roboty. Dalším je potenciálně nižší pojištění nebo náklady na rizika. Například vertikální panely jsou méně náchylné k poškození těžkým sněhem (běžné riziko u střešních panelů v zimě). Mohou být také méně náchylné ke krádeži nebo vandalismu, pokud zároveň slouží jako bezpečnostní oplocení pozemku. Na farmách mohou sloužit jako větrolamy, což může snížit poškození některých plodin větrem nebo erozi – výhoda, kterou je těžké vyčíslit, ale je reálná. Na druhou stranu je třeba počítat s možnými novými náklady: např. pokud traktorista omylem narazí do řady panelů, mohou vzniknout náklady na opravu, nebo pokud dobytek okusuje kabely, bude třeba ochranných opatření. Proto je nutné přizpůsobit i management.
Životnost a návratnost: Pokud jsou vertikální bifaciální systémy dobře navrženy a udržovány, měly by vydržet 25–30 let stejně jako běžné solární farmy (panely a měniče mají stejnou životnost). Otázkou je, zda jejich výkon degraduje více nebo méně než obvykle. Existují spekulace, že protože vertikální panely se vyhýbají největšímu žáru a hromadí méně nečistot, může být jejich degradace výkonu v čase pomalejší – ale dlouhodobá data zatím chybí. Pokud by to byla pravda, mohlo by to znamenat delší užitečnou životnost nebo lepší výkon v pozdějších letech, což zlepšuje celkovou návratnost investice. První uživatelé také sázejí na to, že kombinace zemědělství a energetiky může otevřít nové zdroje příjmů (například uhlíkové kredity za klimaticky šetrné zemědělství nebo platby za služby síti, protože jejich výrobní profil je příznivý pro síť).
Úspory z rozsahu: Jak se staví více vertikálních projektů, výrobci a instalační firmy pravděpodobně najdou způsoby, jak snížit náklady. Již nyní firmy optimalizují montážní systémy – například používají rámy modulů s předvrtanými otvory, takže je lze přímo přišroubovat ke sloupkům bez samostatných konstrukcí pv-magazine-usa.com. Takové zjednodušení může snížit spotřebu oceli i náročnost práce. Ceny bifaciálních panelů také klesají, jakmile se stávají průmyslovým standardem. Next2Sun, jeden z průkopníků, spolupracuje s výrobci panelů (například nedávná spolupráce s čínským výrobcem Huasun) na přizpůsobení bifaciálních modulů pro vertikální použití a snížení nákladů pv-magazine.com. Pokud se roční objem instalací vertikálních agrivoltaik v příštích letech zdvojnásobí nebo ztrojnásobí (což se v Evropě již děje pv-magazine.com), úspory z rozsahu by se měly zlepšit a cenový rozdíl by se mohl zmenšit. Odborníci z oboru na Intersolar Europe 2025 poznamenali, že dynamika roste a vertikální FV instalace nabírají na obrátkách, zejména na trzích jako Itálie, Německo a Francie pv-magazine.com – což je známka toho, že cenové bariéry jsou postupně překonávány poptávkou a inovacemi.

Závěrem lze říci, že finanční vyhlídky vertikálních solárních farem jsou slibné, ale v současnosti závisí na konkrétním projektu. Dávají velký smysl v situacích, kde je půda vzácná nebo drahá, kde je vysoce ceněno dvojí využití, nebo kde je díky časově odstupňovaným cenám elektřiny odměňován jejich výrobní profil. Mohou být méně atraktivní čistě z hlediska nejnižší ceny za kWh tam, kde je dostatek levné půdy a potřeba maximálního energetického výstupu (tam může stále vítězit tradiční solární energetika). Jak však technologie zraje a přibývá případových studií, které prokazují jejich hodnotu – nejen v energetice, ale i v dalších přínosech – lze očekávat, že se nákladová rovnice bude dále zlepšovat. Je příznačné, že někteří tvůrci politik již hledí za hranice nákladů; jak to vyjádřil jeden zastánce agrivoltaiky, „pokud nebudete dělat agrivoltaiku, nebudete mít v budoucnu potřebný výnos biomasy“, což zdůrazňuje, že náklady nečinnosti při integraci solární energie se zemědělstvím mohou být v klimaticky ohroženém světě vyšší sunzaun.com.

Environmentální a sociální dopady

Vertikální bifaciální solární farmy mají dopady, které zasahují do environmentální i sociální oblasti, často velmi pozitivní:

Ochrana půdy a potravinová bezpečnost: Umožněním dvojího využití půdy tyto systémy pomáhají vyhnout se dilematu „potraviny vs. solární energie“. Zemědělská půda může nadále produkovat potraviny a zároveň vyrábět čistou energii. To je zásadní v době, kdy se snažíme rozšiřovat obnovitelné zdroje energie – velké solární farmy v některých regionech vyvolaly obavy z vyřazení úrodné půdy z produkce. Agrivoltaika nabízí cestu z tohoto konfliktu. Studie z roku 2019 od výzkumníků z Oregon State University zjistila, že společné umístění solárních panelů a zemědělství ve velkém měřítku by teoreticky mohlo zajistit až 20 % americké spotřeby elektřiny s minimálním dopadem na výnosy plodin, a zároveň vytvořit více než 100 000 pracovních míst ve venkovských oblastech solarwa.org. To ukazuje na budoucnost, kde venkovské komunity budou centry jak zemědělství, tak energetiky, místo aby musely jedno obětovat druhému. Navíc zachování dvojího využití půdy pomáhá uchovat venkovskou krajinu a zemědělské tradice, což má společenskou hodnotu.
Odolnost vůči změně klimatu: Jak bylo zmíněno, částečné zastínění od vertikálních panelů může snižovat tepelný stres plodin a odpařování, což je přínosné v čím dál teplejším a sušším klimatu. Existuje také hypotéza, že rozdělením velkých otevřených polí řadami panelů lze snížit větrnou erozi a dokonce vytvořit mikrostanoviště, která prospívají některým druhům hmyzu nebo půdním organismům (některé agrivoltaické systémy vysazují v uličkách mezi panely luční květiny nebo původní trávy na podporu opylovačů). To vše může zvýšit odolnost farem vůči klimatickým extrémům. Z pohledu energetiky rozložení výroby solární energie do více hodin během dne (díky vertikálním panelům) zvyšuje odolnost sítě – je to jako diverzifikace solárního „portfolia“ proti riziku selhání nebo období přerušení výroby. Může to také snížit potřebu fosilních záloh v brzkých ranních/večerních hodinách, což přispívá ke zmírnění změny klimatu snížením emisí. Jedním z environmentálních kompromisů, na které je třeba dávat pozor, je dopad fyzických struktur na volně žijící zvířata: vertikální ploty by mohly potenciálně bránit pohybu velkých zvířat přes pole (i když oplocení je na farmách běžné). V některých oblastech může být potřeba správné rozestupy nebo design šetrný k volně žijícím zvířatům (například malé mezery nebo koridory mezi sekcemi).
Snížená uhlíková stopa solární energie: Bifaciální vertikální farmy mohou zlepšit dobu uhlíkové návratnosti solárních instalací. Výroba solárních panelů a ocelových konstrukcí má svou vlastní uhlíkovou stopu; obvykle solární farma tuto uhlíkovou zátěž „splácí“ tím, že během několika let vyrábí čistou elektřinu. Protože vertikální systémy mohou generovat relativně hodnotnější elektřinu a vyhnout se omezení výroby (což znamená, že více jejich potenciálního výkonu je skutečně využito), zvyšují efektivitu přínosu každého panelu. Pokud navíc skutečně vydrží déle nebo vyžadují méně údržby, snižuje to emise během životního cyklu spojené s výměnou dílů nebo údržbou. Tyto faktory jsou nyní obtížně kvantifikovatelné, ale výzkumníci zkoumají, jak by agrivoltaika mohla snížit celkové emise nejen díky zelené elektřině, ale i zlepšením zemědělských postupů (např. menší využití traktorů, pokud stínění snižuje potřebu zavlažování, a tím pádem se spálí méně nafty). Jedna modelová studie poznamenala, že profil výroby vertikálních FV může umožnit nižší využití plynových elektráren nebo akumulace, což nepřímo snižuje emise z těchto zdrojů solarwa.org. Celkově vzato, integrace energie do zemědělství může přinést systémy, které optimalizují půdu, vodu a energii dohromady a potenciálně odemykají synergie, které snižují skleníkové plyny více, než kdybychom každou oblast řešili zvlášť.
Dopady na komunitu a ekonomiku: Pro farmáře může provozování vertikální solární farmy znamenat stabilní příjem (prostřednictvím pronájmu nebo prodeje elektřiny), který je ochrání v letech špatné úrody nebo při kolísání cen plodin. To by mohlo posílit ekonomickou stabilitu venkova. Zároveň se z farmářů a vlastníků půdy stávají partneři v oblasti obnovitelné energie, což rozšiřuje základnu příznivců čisté energie. Mohou se objevit i kulturní přínosy; například mladší generace může vnímat moderní solární technologie na rodinné farmě jako zajímavou inovaci, což je může motivovat zůstat v zemědělství místo odchodu za prací do města. Některé agrivoltaické projekty mají vzdělávací nebo výzkumnou složku (například projekty Rutgers a Colorado State), které zapojují studenty a místní komunity do vědy o udržitelnosti pv-magazine-usa.com, sandboxsolar.com. Na druhou stranu je třeba pečlivě pracovat s přijetím ze strany komunity – důležitá je transparentní komunikace, vizuální ochrana (např. živé ploty podél silnic, pokud je vzhled panelů problémem) a prokázání, že zemědělství pokračuje i vedle panelů, aby bylo možné získat podporu.
Vizuální krajina a kulturní dopad: Zatímco vertikální solární farmy mění vzhled polí, někteří tvrdí, že by se mohly stát akceptovanou součástí moderní zemědělské krajiny, podobně jako traktory nebo zavlažovací zařízení. V Japonsku, kde se vertikální panely začínají objevovat na malých farmách, hlavní noviny poznamenaly, že „vypadají, že v příštích letech promění krajinu země“ asahi.com – změna, ale taková, která může být spojována s pokrokem a inovací. Existuje precedent: větrné turbíny změnily venkovské panorama v posledních desetiletích; nyní možná štíhlé řady solárních panelů poskytnou polím nový vzhled. Pokud je to provedeno vkusně a v odpovídajícím měřítku, může to být integrováno bez výrazného narušení scenérie, ale je to subjektivní. Některé komunity mohou preferovat vertikální panely před obřími solárními poli, protože připomínají oplocení a mohou být vnímány jako součást zemědělského prostředí, nikoli jako průmyslový prvek. Bude zajímavé sledovat, jak se bude vyvíjet veřejné vnímání, jakmile se více pilotních projektů promění v plnohodnotné instalace.

V podstatě vertikální bifaciální solární farmy nabízejí cestu k udržitelnějšímu využití půdy, sladění cílů obnovitelné energie se zemědělskou a environmentální péčí. Jsou nástrojem pro klimaticky inteligentní zemědělství – poskytují stín a doplňkový příjem farmářům – a pro rozšiřování obnovitelné energie bez konfliktu o půdu. Jako u každé inovace je důležité sledovat a zmírňovat případné negativní dopady (ať už na biodiverzitu, krajinu nebo zemědělský provoz), ale dosavadní zkušenosti z více zemí naznačují převážně pozitivní profil. Klíčovým aspektem bude sdílení znalostí a zapojení komunity, aby lidé žijící s těmito systémy je vnímali jako přínosné doplnění svého prostředí.

Srovnání vertikálních a tradičních solárních polí

Je užitečné přímo porovnat vertikální bifaciální solární farmy s tradičními horizontálními (nebo nakloněnými) solárními farmami, abychom pochopili jejich silné a slabé stránky:

Orientace & výroba energie: Tradiční solární pole jsou obvykle pevně nakloněná směrem k rovníku (např. na severní polokouli směrem na jih s náklonem ~20–40°) nebo používají jednoosé trackery, které sledují slunce od východu k západu, aby maximalizovaly expozici. Tyto návrhy mají za cíl zachytit co nejvíce slunečního světla během dne, což vede k výrobní křivce, která prudce vrcholí v poledne. Vertikální pole se vzdávají zachycování slunce přímo nad hlavou výměnou za zachycování slunce v nízkém úhlu z východu i západu. To znamená plošší, širší výrobní křivku se dvěma vrcholy (ráno/večer) a velkým poklesem v poledne solarwa.org. Co se týče celkové energie, dobře optimalizovaná tradiční farma obvykle vyrobí více kWh na instalovaný kW než vertikální farma, zejména v létě. Výstup vertikální farmy však může být pro síť užitečnější sám o sobě. Představte si to takto: horizontální farma je jako sprinter (výbuch energie kolem poledne), zatímco vertikální farma je spíše maratonec (stálá energie rozložená v čase).
Sezónní výkon: V zimě, kdy je slunce nízko, mohou být na jih nakloněné panely nastaveny pod strmým úhlem, aby lépe zachytily slabé sluneční světlo, zatímco vertikální panely (východ-západ) získají nějaké sluneční paprsky ráno a odpoledne, pokud slunce vychází/zapadá dostatečně jižně. Pokud je zem pokrytá sněhem, na jih nakloněné panely mohou stále získat přímé slunce (pokud nejsou samy zasněžené), ale vertikální panely budou kolem poledne zcela kolmé na zimní slunce (to znamená, že slunce dopadá na jejich hranu). Z čistě geometrického hlediska má tedy panel orientovaný na jih v zimě výhodu ve výkonu. Je však třeba zohlednit sněhovou pokrývku: vertikální panel pravděpodobně zůstane bez sněhu a navíc těží z odraženého světla od sněhu na zemi, zatímco nakloněný panel může být po bouři zasypán sněhem, dokud není očištěn. V místech s častým sněžením mohou vertikální systémy ve skutečnosti v zimě vyrobit více energie právě z tohoto důvodu, jak bylo pozorováno v testovacích případech, kdy vertikální pole překonala nakloněná pole během zasněžených dnů sunzaun.com. Za oblačného zimního počasí produkují oba systémy málo, ale vertikální může zachytit více rozptýleného světla z obou stran. V létě tradiční panely jasně vítězí v poledne (kdy je slunce vysoko), ale vertikální panely mohou být relativně lepší brzy ráno a pozdě večer během dlouhých letních dnů. Sezónní srovnání tedy skutečně závisí na zeměpisné šířce a klimatu. Významný příklad: ve vysokých zeměpisných šířkách se sněhem bylo zjištěno, že vertikální bifaciální panely v zimě vyrábějí významné množství energie díky odrazům, zatímco mnoho systémů s pevným úhlem zůstávalo pod sněhem nečinných asahi.com.
Využití půdy & hustota: Tradiční solární farmy často pokrývají velké souvislé plochy; v podstatě všude, kde jsou panely, je půda pod nimi obvykle nevyužitelná (je silně zastíněná a zaplněná podpůrnými konstrukcemi). Některé farmy tento prostor využívají pro pastvu ovcí nebo výsadbu lučních květin (na podporu opylovačů), ale obecně nelze pod souvislou vrstvou solárních panelů pěstovat řádkové plodiny. Vertikální farmy využívají půdu v pásech – samotné panely mohou zabírat jen malý podíl plochy pole (často méně než 5–10 %, v závislosti na rozestupech řad). Zbytek půdy dostává slunce i déšť a může být využit pro zemědělství nebo ponechán jako volný prostor. Pokud jde o čistou kapacitu na akr, hustě osázená tradiční farma může instalovat například 30 MW na kilometr čtvereční, zatímco vertikální farma na stejné ploše, kvůli rozestupům, může instalovat mnohem menší kapacitu (možná kolem 10 MW, pokud jsou řady daleko od sebe kvůli plodinám). Těch 10 MW je však navíc k jakémukoli výnosu z plodin, který půda poskytuje, zatímco 30MW farma zemědělství zcela vytlačí. Takže pro pouze energetické využití vítězí tradiční systém v počtu wattů na akr; pro kombinovaný výstup (potraviny + energie) vítězí vertikální systém. Vertikální panely také mohou využít okrajové pásy, které by tradiční panely ignorovaly – např. úzké okraje polí, podél zavlažovacích kanálů, silničních náspů apod. Na těchto místech je srovnávání kapacity na akr bezpředmětné, protože tradiční farmy by tam vůbec nevznikly.
Údržba a provoz: Oba systémy vyžadují údržbu (kontroly střídačů, čištění panelů, management vegetace pod panely atd.). Tradiční farmy někdy trpí hromaděním prachu, zejména pokud jsou panely nakloněné v menším úhlu (špína snadno nesklouzne) – čištění může být významné v pouštích nebo suchých oblastech. Vertikální panely, jak jsme zmínili, mají samočisticí výhody solarwa.org. Tradiční farmy mohou mít snazší přístup pro údržbová vozidla (protože často mají volné uličky a jednotnější uspořádání), zatímco vertikální řady mohou být doslova oplocené řady, ke kterým se dostanete z konce nebo po vyhrazených cestách. Pokud je však vertikální pole integrováno do plotu, údržba může být tak jednoduchá jako obchůzka podél plotu, což je přímočaré. Přítomnost plodin nebo zvířat údržbu vertikální farmy trochu komplikuje – nemůžete jezdit kamkoli chcete, musíte respektovat plodiny nebo se sladit s farmářským rozvrhem. Tradiční farmy obvykle udržují nízkou vegetaci (někdy spásáním ovcemi nebo sečením), aby se zabránilo stínění; vertikální farmy musí zabránit vysokým plodinám ve stínění panelů, ale pokud je samotná plodina cenná, nebudete ji sekat – vyberete kompatibilní plodiny. Ve vertikálních farmách je také více okrajů pro divokou zvěř – ptáci nebo hlodavci se mohou kolem panelů pohybovat jinak než na otevřeném poli. Zbývá zjistit, zda mají vertikální pole vyšší nebo nižší výskyt škůdců (někteří farmáři se obávají, že by ptáci mohli sedat na horní části panelů a zanechávat trus atd., ale to se může stát na jakékoli konstrukci).
Potřeby akumulace energie: Jednou z často zmiňovaných výhod vertikálních farem je snížení potřeby baterií pro přesun solární energie na pozdější denní dobu solarwa.org. Síť pouze s tradičními solárními farmami by mohla potřebovat hodně akumulace nebo špičkových elektráren, aby dodala energii večer po západu slunce. Síť s mixem včetně vertikálních panelů by měla více vestavěné výroby v pozdějších hodinách dne. Tradiční farmy to mohou řešit také předimenzováním a přidáním akumulace, ale za vyšší cenu. Pokud si představíte 100 MW konvenční solární farmu oproti 100 MW vertikální solární farmě: ta konvenční vyrobí obrovské množství energie v poledne (možná se část ztratí nebo prodá levně) a pak nic v 18:00; vertikální bude mít skromnější výkon v poledne, ale stále bude něco vyrábět v 18:00, kdy konvenční je na nule. Takže konvenční může potřebovat například 25 MW baterii pro přesun části polední energie na večer, zatímco vertikální si vystačí s mnohem menší baterií nebo žádnou, protože přirozeně zasahuje do večerních hodin. Proto energetičtí plánovači vidí roli vertikálních FV při vyvažování sítí. Je to téměř jako mít vestavěný „tracker“, který sleduje čas potřeby místo přesné polohy slunce.
Složitost a flexibilita: Tradiční solární systémy jsou v této fázi již dobře zavedené – tisíce instalatérů vědí, jak je nasadit, náklady jsou dobře známé a výkon je velmi předvídatelný. Vertikální solární farmy jsou novější; tolik firem s nimi ještě nemá zkušenosti a každý pozemek může vyžadovat individuální úpravy (pro půdní podmínky, optimální rozestupy řad atd.). Společnosti jako Sunzaun, Next2Sun a další však nyní nabízejí předem navržená řešení pro vertikální konstrukce, což snižuje složitost pro uživatele solarwa.org. Tradiční solární systémy lze také instalovat na trackery, aby se rozšířila jejich produkce (trackery sledují slunce, což poskytuje více energie ráno a odpoledne než pevný sklon), ale trackery přidávají pohyblivé části a údržbu. Vertikální systémy dosahují podobně široké produkce bez pohyblivých částí, což je jejich výhoda. Na druhou stranu jsou vertikální systémy méně flexibilní v jednom ohledu: nelze u nich sezónně měnit sklon ani sledovat slunce – jsou pevně dané konstrukcí. Tradiční systémy s pevným sklonem lze alespoň optimalizovat podle zeměpisné šířky (úhlu) nebo upravit několikrát do roka, pokud by někdo chtěl měnit úhel pro zimu a léto. V praxi však většina solárních farem zůstává celý rok na jednom sklonu.

Pro ilustraci srovnání: německý energetický expert popsal vertikální agri-PV jako generátor orientovaný východ-západ, který postrádá velký polední špičkový výkon konvenčního PV pveurope.eu. Uvedl, že to přináší „méně střetů v užívání, lepší pokrytí poptávky po elektřině a nižší požadavky na skladování“ pro energetický systém pveurope.eu. Mezitím by konvenční solární developer mohl namítnout, že pokud je k dispozici půda a cílem je pouze maximální počet megawatthodin, tradiční uspořádání (možná v kombinaci s baterií) může být jednodušší a levnější. Oba přístupy mají své místo a nejsou vzájemně vylučující – budoucí solární farmy mohou zahrnovat oba typy, s některými panely vertikálně podél okrajů a jinými tradičně uprostřed pole, čímž se optimalizuje využití půdy i výroba energie současně.

Shrnuto, tradiční solární pole vynikají v hrubé produkci energie a mají náskok v nákladech a škálovatelnosti, ale vertikální bifaciální pole nabízejí lepší efektivitu využití půdy pro dvojí účel a profil výroby příznivější pro síť. Volba bude záviset na cílech projektu: pokud je prioritou společné využití půdy a vyšší hodnota pro síť, je vertikální řešení velmi atraktivní; pokud je nejdůležitější maximální výkon a nejnižší cena, tradiční řešení zůstává silné. Jak se energetická krajina vyvíjí (a jak integrujeme více solární energie do sítí), očekává se, že hodnota vertikálního přístupu poroste.

Současné instalace a pilotní projekty po celém světě

Vertikální bifaciální solární farmy se posunuly z konceptu do reality v řadě pilotních projektů a dokonce i komerčních instalací po celém světě. K roku 2025 zde uvádíme některé významné instalace a případové studie, které ukazují, jak je tato technologie využívána:

Německo a střední Evropa: Německo je průkopníkem ve vertikální agrivoltaice. Startup Next2Sun, založený v roce 2015, postavil jednu z prvních a největších vertikálních bifaciálních farem v Evropě. V roce 2020 dokončili významnou vertikální agri-PV instalaci o výkonu 4,1 MW v Donaueschingen-Aasen (Bádensko-Württembersko) – řady bifaciálních panelů na zemědělské půdě next2sun.com. Poté Next2Sun rozšířil projekty do sousedních zemí: například 1,9 MW elektrárna v Neudorfu v Rakousku (uvedena do provozu v roce 2022), která kombinuje pěstování dýní a sóji s vertikálními panely pv-magazine.com. Tato rakouská lokalita poskytla cenná data; farmáři Peter Gsell a Josef Gründl, kteří systém vlastní, uvedli, že přítomnost panelů významně neovlivnila vlhkost půdy, ať už byl rok suchý nebo mokrý pv-magazine.com, a doba sklizně byla zhruba stejná jako na běžných polích (s mírným prodloužením u některých plodin, například sóji) pv-magazine.com. Vyzdvihli také nízkou údržbu – od roku 2022 nemuseli panely čistit, protože je udržoval čisté déšť a sníh pv-magazine.com. Evropský zájem rychle roste: vedení Next2Sun na veletrhu Intersolar Europe 2025 uvedlo, že jejich roční instalace se zdvojnásobily na 40 MW v roce 2024 (oproti 20 MW v předchozím roce), protože poptávka prudce vzrostla v zemích jako Německo, Francie a Itálie pv-magazine.com. Francie a Itálie, které čelí nedostatku půdy a mají politiky podporující agrivoltaiku, mají několik zkušebních lokalit a plánují desítky megawattů vertikálních solárních instalací ve vinicích a na polích. V severní Evropě (Nizozemsko, Belgie), kde jsou běžné mléčné farmy a otevřená pole, probíhají pokusy s využitím vertikálních solárních plotů k výrobě energie bez narušení pastvy krav. Dokonce i ve zasněženém Švýcarsku byly vertikální panely integrovány do protihlukových stěn podél dálnice (dálnice A13), aby se snížil hluk a zároveň se celoročně vyráběla elektřina 8msolar.com.
Spojené státy: USA zachytily trend agrivoltaiky s mírným zpožděním, ale v letech 2024–2025 rychle dohánějí. Jedním z milníkových projektů je v Burlingtonu, Vermont, kde společnost Next2Sun spolupracovala s americkou firmou iSun na vybudování prvního komerčního vertikálního agrivoltaického systému v zemi pveurope.eu. Výstavba začala v roce 2024 na pozemku o rozloze 1,5 hektaru, kde bude 69 řad bifaciálních panelů, rozmístěných přibližně 9,1 m od sebe, mezi nimiž se budou pěstovat zeleniny jako mrkev a červená řepa pveurope.eu. Jeff Peck, generální ředitel iSun, uvedl, že vertikální systém zachovává „cennou půdu… téměř úplně“ pro zemědělství, což dokazuje přizpůsobivost potřebám farmářů pveurope.eu. Tento projekt ve Vermontu je významným důkazem konceptu pro větší dvouúčelové farmy v USA. Mezitím se objevují výzkumné a pilotní instalace: Zemědělský výzkumný areál Colorado State University instaloval v roce 2024 řady vertikálních bifaciálních panelů (s využitím konstrukce Sunzaun) a úspěšně zde pěstoval kukuřici s použitím běžné zemědělské techniky sandboxsolar.com. V New Jersey zřídila Rutgers University 170kW vertikální systém na své výzkumné farmě, podpořený státním programem Clean Energy, aby zkoumala dopady na pícniny a pastvu dobytka mezi panely pv-magazine-usa.com. Tento projekt dokonce zahrnuje přístřešky pro zvířata a napajedla pod řadami panelů, aby se integroval s chovem hospodářských zvířat pv-magazine-usa.com. V menším měřítku si někteří američtí farmáři sami vyrobili „solární ploty“ – například farma v Coloradu (Spring Hill Greens) upravila 26kW bifaciální plot mezi skleníky, aby pokryla své energetické potřeby bez ztráty plochy pro plodiny solarwa.org. Odborníci z oboru jako Helge Biernath ze Sunzaun aktivně propagují vertikální agrivoltaiku prostřednictvím podcastů a webinářů a poznamenávají, že Evropa a Asie jsou napřed, ale zájem v USA rychle roste, jak si lidé uvědomují výhody využití půdy sunzaun.com. Skutečně, někteří američtí solární developeři nyní vidí agrivoltaiku jako způsob, jak usnadnit přijetí solárních projektů komunitami – tím, že je prezentují jako zemědělská vylepšení spíše než…než náhrady. Společnost Lightstar Renewables například oznámila agrivoltaické projekty (např. v Massachusetts), kde vertikální řady panelů umožní pokračování zemědělství a dokonce zlepší prostředí pro opylovače, s cílem ukázat místním komunitám odlišný model solární farmy igrownews.com.
Japonsko a východní Asie: Japonsko bylo jedním z prvních, kdo z nutnosti přijal koncept sdílení solární energie (agrivoltaika) – omezená půda a snaha oživit zemědělské komunity. První vertikální FV experimenty v Japonsku sahají více než deset let zpět asahi.com, ale teprve nedávno učinily bifaciální panely tento přístup efektivnějším. Projekt rýžového pole ve městě Ashikaga (zmíněný dříve) je ukázkovým příkladem: Instalován v květnu 2024 firmou Sharing Farm, je jedním z prvních svého druhu v Japonsku s moderní bifaciální technologií asahi.com. Panely stojí jako řady příček v rýžovém poli a video pořízené dronem s rýžovým secím strojem proplétajícím se mezi řadami panelů se stalo virálním a ukazuje, jak může zemědělský provoz pokračovat asahi.com. Skutečnost, že výnosy rýže klesly pouze o 5 %, překvapila mnoho pozorovatelů asahi.com, a projekt prodává solární energii společnosti Marubeni Corporation do sítě asahi.com. Odborníci v Japonsku očekávají rozmach těchto instalací, zejména v severních oblastech jako Hokkaidó, kde silné sněžení může ochromit tradiční solární pole asahi.com. Představitel JPEA (Japan Photovoltaic Energy Association) odhadl 20–30% roční růst instalací vertikálních panelů, převážně v těchto zasněžených oblastech asahi.com. Kromě Japonska zkoumají vertikální agrivoltaiku i další asijské země: V Jižní Koreji je zájem o využití vertikálních panelů na hranicích rýžových polí (Jižní Korea už postavila slavnou 20milovou cyklostezku krytou solárními panely, i když šlo o konvenční solární řešení). V Číně je naprostá většina solárních instalací tradičních, ale výzkumníci testovali vertikální bifaciální pole v pouštích, kde využívají vysoké albedo písku pro zisk ze zadní strany solarwa.org. Někteří čínští výrobci nyní vyrábějí bifaciální panely optimalizované pro vertikální montáž a očekávají celosvětový trh pro tyto systémy pv-magazine.com. Dá se očekávat, že hustě osídlené a ve vyšších zeměpisných šířkách ležící asijské země (Japonsko, Jižní Korea, části Číny) budou v příštích letech úrodnou půdou pro vertikální solární farmy.
Další regiony: V suchých oblastech, jako je Blízký východ nebo severní Afrika, by bylo možné použít vertikální bifaciální panely pro stínicí konstrukce, které zároveň slouží jako solární generátory – například vytvářením zastíněných kanálů nebo cest. I když to nejsou striktně „farmy“, šlo by o vertikální instalace, které šetří vodu před odpařováním (podobně jako koncept zakrývání kanálů solárními panely, což zkoušela Indie a Kalifornie s plochými panely). V Evropě, kromě Německa, investují do agrivoltaiky i země jako Itálie, aby chránily vinice a sady před extrémním sluncem a krupobitím – některé italské projekty využívají vyvýšené panely, ale vertikální jsou také zvažovány tam, kde je to vhodné (například podél řad sadů). Afrika má obrovský solární potenciál a vertikální systémy by mohly najít uplatnění v komunitních zemědělských projektech, kde je cenné zajistit jak zavlažování (pomocí solárního čerpání), tak ochranu plodin. Startup ve východní Africe například zkoumá agro-solární ploty, které mají zabránit vstupu slonů na pole a zároveň vyrábět elektřinu pro vesnice – kreativní dvojí využití vertikálních solárních plotů.

Tyto instalace ukazují určitý vzorec: menší pilotní projekty (často do několika set kW) pro ověření konceptu, následované většími komerčními projekty (několik MW), jakmile se získá důvěra. Do roku 2025 vertikální solární farmy už nejsou jen experimentem. Samotné Německo má v provozu desítky megawattů; v USA probíhají solidní demonstrační projekty; Japonsko přijalo tuto myšlenku pro svou budoucí krajinu. Průmysloví hráči spolupracují napříč hranicemi – projekt ve Vermontu je přímým přenosem německé technologie do USA a japonské firmy navštívily evropské lokality, aby se naučily osvědčené postupy. Konference o agrivoltaice nyní často zdůrazňují vertikální systémy jako klíčovou kategorii (například konference AgriVoltaics 2024 měla v Německu celou technickou exkurzi „Vertical PV“ agrivoltaics-conference.org).

Odborný komentář zdůrazňuje význam těchto projektů v reálném světě. „Přivedení solárních fotovoltaik na zemědělskou půdu poblíž městských center by mohlo snížit potřebu omezovat výrobu energie,“ poznamenal Helge Biernath s odkazem na problémy Kalifornie s nadprodukcí solární energie a výhodu výroby blíže místu spotřeby sunzaun.com. Také si všiml, že Evropa má náskok částečně proto, že „má méně půdy“ a musela inovovat, aby prostory využívala chytře sunzaun.com. Nyní, s hmatatelnými úspěchy, věnuje více zainteresovaných stran – od farmářů po energetické společnosti – této problematice pozornost. Je příznačné, že se zapojují i tvůrci politik a výzkumníci: Fraunhofer ISE v Německu založil specializovaný startup na agrivoltaiku (Diveo GmbH), který pomáhá zavádět systémy včetně vertikálních pv-magazine.com, a vlády financují studie na zpřesnění regulací a modelů výkonnosti (například DOE v USA a několik pilotních projektů financovaných EU). Dosavadní globální případové studie naznačují, že při správném přizpůsobení místním potřebám (typy plodin, počasí atd.) mohou vertikální solární farmy uspět v různých podmínkách.

Budoucí výhled a inovace

Při pohledu do budoucna se zdá, že vertikální solární farmy s bifaciálními panely čeká výrazný růst a zdokonalování. Zde jsou některé klíčové budoucí trendy a inovace, které je třeba sledovat:

Škálování a masové přijetí: To, co začalo jako okrajový koncept, je na pokraji komerčního rozšíření. Odborní analytici předpovídají rychlý růst agrofotovoltaiky obecně – zpráva Global Market Insights ohodnotila trh s agrofotovoltaikou na 6,3 miliardy dolarů v roce 2024 a očekává stabilní růst v průběhu 20. let 21. století gminsights.com. Významnou část z toho mohou tvořit vertikální systémy, vzhledem k jejich atraktivitě. V zemích jako Německo přechází vertikální agri-PV z pilotních projektů k politicky podporovanému zavádění; vládní plán obnovitelných zdrojů energie pro rok 2023 výslovně zahrnuje agrofotovoltaiku jako klíčovou strategii pro rozšiřování solární energie bez konfliktu o půdu roedl.com. Můžeme očekávat specifické pobídky (výkupní ceny nebo bonusové kredity) pro agrofotovoltaické projekty ve více jurisdikcích, což urychlí jejich přijetí. Očekávaný 20–30% roční nárůst vertikálních panelů v Japonsku (většinou ve sněhových oblastech) asahi.com naznačuje rychlý náběh. Pokud tyto tempo vydrží, během 5 let by vertikální farmy mohly tvořit znatelnou část nových přírůstků solární kapacity na těchto trzích. Americký zákon o snížení inflace (IRA) také obsahuje ustanovení a financování, které může pokrýt instalace agrofotovoltaiky (například prostřednictvím programů USDA pro venkovskou energetiku a grantů DOE), což může nepřímo podpořit vertikální projekty. Vznik nových společností (jako Diveo v Německu podporovaná Fraunhoferem pv-magazine.com) a partnerství (například výrobce modulů Huasun ve spolupráci s Next2Sun pro dodávky pokročilých bifaciálních panelů pv-magazine.com) pravděpodobně zefektivní dodavatelský řetězec a know-how pro tyto systémy.
Technologická vylepšení: Očekávejte, že uvidíte ještě lepší panelové technologie optimalizované pro vertikální použití. Současné bifaciální panely mají bifacialitu (účinnost zadní strany vzhledem k přední) kolem 70–95 %. Nové návrhy, zejména s heteropřechodovými články, dosahují bifaciality >95 % pv-magazine.com, což znamená, že zadní strana je téměř stejně silná jako přední. To efektivně maximalizuje, co může vertikální panel udělat s odraženým světlem. Můžeme také vidět bifaciální panely, které jsou do určité míry průhledné (umožňují více světla procházet k plodinám) nebo panely, které mohou měnit svou neprůhlednost. Další inovací by mohly být integrované reflektory nebo difuzory: například malé reflektory u základny panelů, které nasměrují více světla na zadní stranu za podmínek nízkého slunce. Jeden koncept od výzkumníků zahrnuje vertikální východo-západní bifaciální panely s nastavitelnými reflektory na zemi pro zvýšení zimního výkonu couleenergy.com – něco jako hybrid mezi koncentrační solární technologií a vertikální fotovoltaikou. Zlepšují se také materiály: antireflexní povlaky, které minimalizují oslnění (důležité, pokud jsou panely u silnic nebo v blízkosti domů), a povlaky proti znečištění, které dále snižují ulpívání prachu.
Chytřejší návrh a optimalizace: S více daty z pilotních projektů se inženýři zlepšují v modelování výkonu vertikálních bifaciálních panelů. Zpočátku měly standardní simulační nástroje pro fotovoltaiku potíže přesně předpovědět energetický výnos vertikálních bifaciálních polí (kvůli neobvyklé geometrii a faktorům albeda) sandboxsolar.com. Nyní firmy a výzkumníci tyto modely zpřesňují, zohledňují například místní povětrnostní podmínky, přesnou odrazivost povrchu, rozestupy řad atd. Můžeme očekávat vznik návrhového softwaru speciálně pro agrivoltaiku, který umožní vlastní optimalizaci: např. podle typu plodiny a zeměpisné šířky může software navrhnout ideální výšku panelu, rozestupy a orientaci pro vyvážení růstu plodin a energetického výnosu. Pracuje se také na sledování vertikálních panelů – zní to protiintuitivně, ale je možné mít vertikální panel, který se v létě mírně naklání nebo otáčí pro jemné úpravy úhlu. Některé experimentální systémy používají „dynamické“ vertikální uspořádání, kde se panel může otáčet o 20–30° na východ nebo západ podle potřeby (větší složitost, ale potenciálně vyšší roční výnos). Mnozí v oboru však věří, že jednoduchost je klíčová a pevné vertikální panely s bifaciální technologií jsou dostatečně robustní.
Integrace s akumulací energie a sítí: Jak se vertikální solární farmy rozšiřují, pravděpodobně budou spojovány s bateriovým úložištěm, aby vytvořily stabilnější dodávku elektřiny. I když snižují potřebu akumulace rozložením výroby, mít určitou akumulaci přímo na místě může pomoci přesunout přebytečnou ranní energii na večerní špičku nebo zajistit energii během zatažených dnů. Startup Diveo (z Fraunhofer ISE) si dává za cíl výslovně integrovat agrivoltaiku s bateriovými systémy a vytvářet hybridní elektrárny na farmách pv-magazine.com. Můžeme očekávat, že farmáři budou využívat solární energii v kombinaci s bateriemi nejen k prodeji elektřiny, ale také k provozu zavlažovacích čerpadel v časech, které odpovídají solární produkci (šetří tak vodu i energii). Na úrovni sítě, pokud se do provozu zapojí mnoho vertikálních farem, operátoři sítě začlení jejich výrobní profily do plánování. To by mohlo vést k solárním farmám jako síťovým aktivům, které poskytují podporu napětí ráno/večer a doplňují větrné nebo tradiční solární elektrárny. V podstatě by vertikální solární panely mohly pomoci zmírnit nechvalně známou „kachní křivku“ (kdy čistá poptávka klesá v poledne a prudce stoupá v noci) tím, že vyplní „břicho kachny“ a ulehčí jejímu „krku“.
Širší škála využití: V budoucnu bychom mohli vidět vertikální bifaciální panely na místech, která jsme dosud nepovažovali za typická. Například městské zemědělství – na střechách by mohly být řady vertikálních solárních panelů s pěstováním ve sklenících mezi nimi. Toto bylo vyzkoušeno v malém měřítku: vertikální panely na plochých střechách mohou překvapivě překonat nakloněné panely ve sněhových městech, protože vertikální panely vyrábějí i v zimě, kdy jsou nakloněné zasněžené pv-magazine.com. Městské instalace by tedy mohly využívat vertikální panely na střechách k optimalizaci zimní výroby a uvolnění střešního prostoru pro jiné účely (například pro jednotky HVAC nebo střešní zahrady mezi řadami panelů). Další potenciální oblastí je integrace do skleníků: instalace bifaciálních panelů vertikálně na bocích skleníků nebo v pásech uvnitř stěn skleníků, které vyrábějí energii, ale stále propouštějí dostatek světla pro rostliny. Také si představte aquavoltaiku – vertikální panely v rybích farmách nebo rybnících, kde slouží jako přepážky, které vyrábějí elektřinu a možná poskytují stín, který některé druhy akvakultury preferují.
Politika a tržní výhled: Tvořitelé politik si stále více uvědomují význam agrofotovoltaiky. Diskuse o zemědělské politice EU zahrnují možnost, aby byly farmy s dvojím využitím způsobilé pro zemědělské dotace (aby farmáři nebyli penalizováni za umístění solárních panelů na své půdě). V USA státy jako Massachusetts a New Jersey zavádějí jasné pokyny pro dvojí využití, aby farmáři mohli získávat kredity za obnovitelnou energii a zároveň udržovat půdu v zemědělské produkci. Můžeme očekávat, že bude zveřejněno více formálních standardů a osvědčených postupů – například jaká má být výška panelů pro různé stroje, jak přesně měřit dopady na výnosy plodin atd. Certifikace systémů je také krokem vpřed: vertikální systém Sunzaun nedávno prošel UL certifikací v USA, jako první svého druhu solarwa.org, což usnadňuje povolovací procesy a zvyšuje důvěryhodnost pro banky. Pokud porostou trhy s uhlíkem a certifikace udržitelnosti, mohou agrofotovoltaické produkty (například plodiny „vypěstované pod soláry“) dosáhnout vyšší ceny nebo přinést další pobídky.
Veřejné a odborné mínění: Dosud jsou mnozí odborníci optimističtí. Výzkumníci často označují agrofotovoltaiku za klíčový prvek udržitelné budoucnosti. Komentáře se nesou v duchu, že nejde jen o obnovitelnou energii, ale o nový, komplexní pohled na využití půdy. Například Chad Higgins (OSU) nadšeně mluví o synergii (více potravin a více energie) solarwa.org, a Helge Biernath (Sunzaun) vášnivě spojuje agrofotovoltaiku se zajištěním naší potravinové biomasy v době klimatických změn sunzaun.com. Tyto narativy pravděpodobně proniknou do hlavního proudu – budeme slýchat o solárních farmách, které živí komunity a farmách, které napájejí komunity ve stejné větě. Lze si představit budoucí zprávy: např. „Rodinná farma produkuje 100 akrů pšenice a 2 MW solární energie“ jako běžný standard. Politici také oceňují myšlenku snižování konfliktů o půdu, které v minulosti brzdily projekty. Pokud vertikální solární farmy prokážou vysoké výnosy plodin a spokojené farmáře, mohou přesvědčit i některé skeptiky (například ty, kteří se obávají ztráty zemědělské půdy), aby se stali jejich příznivci.

Z hlediska inovací je třeba zmínit, že se testují i alternativní vertikální konstrukce: například panely ve tvaru V (dva panely spojené do obráceného „V“, jeden směřuje na východ, druhý na západ), které lze namontovat na jeden sloupek – to může mít podobný efekt jako vertikální plot, ale možná s menší zastavěnou plochou a mírným náklonem na každé straně pro vyšší výkon. Výzkum v roce 2025 ukázal slibné výsledky při modelování těchto bifaciálních systémů ve tvaru V pro určité plodiny solarfarmsummit.com. Dalším nápadem je pohyblivá agrofotovoltaika – panely, které lze posouvat nebo odstranit během některých zemědělských operací nebo sezón (například nasazovat panely pouze mimo sezónu konkrétní plodiny). Dodatečná složitost však může být méně atraktivní než navrhování statických systémů, které umožňují zemědělství po celý rok.

Výhled je takový, že vertikální solární farmaření přejde z experimentální fáze na standardní možnost v solárním portfoliu. Nebuďte překvapeni, když za pár let pojedete kolem farmy a uvidíte, co vypadá jako řada skleněných plotů třpytících se na slunci, nebo když uslyšíte o velkém projektu v měřítku utility, který zvolil vertikální bifaciální uspořádání pro lepší integraci do sítě. Synergie sklizně slunečního světla z obou stran a sdílení půdy mezi energetikou a zemědělstvím je přesvědčivým řešením více problémů – a právě taková řešení svět potřebuje více než kdy jindy.

Abychom si vypůjčili slova jednoho z prvních uživatelů, farmáře Petera Gsella z Rakouska: „Jsem proti využívání fotovoltaiky na zemědělské půdě“ (míněno starý způsob pokrývání pole) „…ale [s vertikální agrivoltaikou] půda zůstává orná.“ pv-magazine.com Tradiční vyvýšené solární přístřešky ani vážně nezvažoval kvůli obavám ze zastínění v severní Evropě pv-magazine.com, ale vertikální přístup změnil jeho názor. Tento postoj, jakmile se osvědčí ve velkém měřítku, by mohl změnit názor mnoha lidí. Vertikální solární farmy ukazují, že solární energie a zemědělství nemusí soupeřit – mohou doslova stát bok po boku, ku prospěchu obou. V nadcházejících letech pravděpodobně uvidíme, jak se tento koncept rozvine z pilotních políček do rozsáhlých polí „solárních plodin“, které budou společně dodávat čistou energii i skutečné potraviny.

Závěr

Vertikální solární farmy využívající bifaciální panely představují pozoruhodnou inovaci na pomezí obnovitelné energie a využití půdy. Proměňují ploty, okraje polí a další vertikální prostory v generátory energie, aniž by vytlačovaly primární využití půdy. Jak jsme viděli, nabízejí řadu výhod: rozloženější výrobu energie během dne, pokračující zemědělskou produkci, menší půdní stopu a odolnost v náročných klimatických podmínkách (sníh, horko atd.). Skutečné projekty v letech 2024–2025 – od japonských rýžových polí přes německá dýňová pole až po americké výzkumné farmy – potvrdily, že tento přístup může fungovat, často překonávají očekávání v udržení výnosů plodin a výrobě značného množství elektřiny. Odborníci a lídři v oboru stále více prosazují agrivoltaiku jako klíčovou strategii pro udržitelnou budoucnost a politické rámce se pomalu vyvíjejí, aby ji podpořily.

Samozřejmě je třeba řešit výzvy, jako jsou vyšší počáteční náklady a složitost návrhu, ale probíhající inovace a úspory z rozsahu rychle zlepšují situaci. Dynamika je zjevně na vzestupu: firmy navyšují instalace, farmáři sdílejí úspěšné příběhy a výzkumníci vyvíjejí lepší nástroje pro optimalizaci těchto systémů. Ve světě, kde se zvyšují tlaky klimatických změn, potravinové bezpečnosti a energetických potřeb, nabízejí vertikální bifaciální solární farmy přesvědčivou synergii – způsob, jak znásobit produktivitu půdy vrstvením funkcí.

Jak uvedl jeden z generálních ředitelů v oblasti čisté energie, je čas myslet nad rámec pobídek a uznat, že integrace solární energie se zemědělstvím se brzy může stát nutností, nikoli jen možností, abychom udrželi jak naši potravinovou soběstačnost, tak cíle v oblasti čisté energie sunzaun.com. Na přelomu 20. let 21. století se vertikální solární farmy přesouvají z experimentálních pozemků do komerční reality. Revolucionizují jak solární energetiku, tak zemědělství, a dokazují, že s trochou vynalézavosti můžeme sklízet slunce více způsoby – a přivést budoucnost, kde solární panely a plodiny rostou bok po boku, společně pohánějí a živí svět.

Zdroje

Sunzaun Blog – Vertikální solární mění pravidla hry (červenec 2025): Definice vertikálního soláru a výhody v komerčním prostředí sunzaun.com.
Solar Washington – Vertikální bifaciální solární panely zvyšují výrobu energie, šetří místo… (březen 2024): Vysvětlení vertikálních bifaciálních panelů, studie o výstupu +5–30 %, dvojité špičky a chladnější provoz solarwa.org.
Asahi Shimbun – Vertikální solární panely změní vzhled japonské zemědělské půdy (6. července 2025): Výnosy z agrivoltaického pokusu na rýžových polích (pokles o 5 %), citace Taiki Akasaky ze Sharing Farm o šíření technologie, vyjádření představitele JPEA o výhodách ve sněhu a tempu růstu asahi.com.
pv magazine – Podrobnější pohled na vertikální agrivoltaiku (11. července 2025): Detaily projektu Next2Sun 1,9 MW v Rakousku – rozestupy 9,4 m, není třeba čištění, minimální dopad na načasování plodin, srovnání nákladů (€200k vs €110k na MW), citace Hubera o 25% vyšší hodnotě díky bifaciálním panelům a profilu pv-magazine.com.
Sunzaun Blog – Shrnutí podcastu Clean Power Hour (červenec 2025): Citace Helgeho Biernatha (CEO Sunzaun) vyzývající k agrivoltaice pro budoucí výnosy biomasy, citace Tima Montaguea o snížení stresu rostlin, rozdíl v adopci mezi USA a Evropou, testovací lokalita Sandbox Solar & CSU s kukuřicí, povědomí/politika jako překážky sunzaun.com.
pv magazine – Next2Sun & iSun staví první vertikální agri-PV v USA (2. ledna 2024): Projekt ve Vermontu 1,5 ha, 69 řad s rozestupy 9,14 m, plodiny mezi nimi, citace Jeffreyho Pecka (iSun) o zachování půdy, citace CEO Next2Sun Heiko Hildebrandta o výrobě v době, kdy konvenční FV vyrábí méně, přínosy pro pokrytí poptávky a nižší potřebu akumulace pveurope.eu.
pv magazine USA – Studie agrivoltaiky na farmě v New Jersey (9. dubna 2024): Rutgers 170 kW vertikální systém (Sunstall/Sunzaun), pastva skotu a pícniny s vertikálními panely, financováno státem NJ, ZnShine 450 W bifaciální moduly, předchozí instalace Sunzaun ve vinici, belgická studie o snížené potřebě závlahové vody, studie OSU: 20 % elektřiny v USA a snížení CO₂ o 330 tis. tun, citace Chada Higginse „agrivoltaika přináší skutečnou synergii… více potravin, více energie, nižší spotřeba vody…“ pv-magazine-usa.com, solarwa.org.
pv magazine – Vzestup vertikální agrivoltaiky (22. května 2025): Rozhovor na Intersolar 2025 – Next2Sun zdvojnásobil instalace na 40 MW v roce 2024, vertikální FV roste v Itálii, Německu, Francii pv-magazine.com.

Bifacial Solar Panels: Everything You NEED to Know Before You Buy

Watch this video on YouTube.