Pystysuorat aurinkotilat: Kuinka bifaciaaliset paneelit mullistavat aurinkoenergian vuonna 2025

• Pystysuorat aurinkovoimalat asentavat paneelit pystyasentoon 90° kulmaan pohjois–etelä -suuntaisiin riveihin, käyttäen bifacial-paneeleja keräämään aamuauringon valoa idästä ja iltapäivän valoa lännestä kahden päivittäisen tehopiikin saavuttamiseksi.
• Ashikagan kaupungin riisipeltohanke Japanissa asennettiin toukokuussa 2024, tuotti 5 % vähemmän riisiä ja myy aurinkosähköä Marubeni Corporationille.
• Japanin aurinkosähköenergia-yhdistyksen viranomaiset ennustavat pystysuorien asennusten 20–30 %:n vuotuista kasvua lumisilla alueilla lumen irtoamisen ja heijastuneen maavalon ansiosta.
• Itävaltalainen pystysuora aurinkovoimala, jossa on 4 500 moduulia ja joka asennettiin vuonna 2022, kirjasi vain 7 paneelia, joissa oli vähäisiä mekaanisia vaurioita ensimmäisten vuosien jälkeen, eikä vaatinut manuaalista puhdistusta sateen ja lumen ansiosta.
• Bifacial-aurinkomoduulit voivat tuottaa noin 5–30 % enemmän energiaa kuin yksipuoleiset paneelit suotuisissa olosuhteissa, kuten korkeamman maan albedon vallitessa.
• Itävaltalaisella agri-voltaic-tilalla asennettiin pystysuorat bifacial-paneelit 9,4 metrin välein viljelyrivien väliin, mahdollistaen kurpitsojen ja soijapapujen viljelyn sadonkorjuuajalla, joka oli samanlainen kuin varjostamattomilla pelloilla.
• Saksalainen Next2Sun rakensi 4,1 MW pystysuoran agri-PV-asennuksen Donaueschingen-Aaseniin, joka valmistui vuonna 2020, ja sitä seurasi 1,9 MW:n laitos Neudorfissa, Itävallassa, joka otettiin käyttöön vuonna 2022.
• Burlingtonissa, Vermontissa, aloitettiin vuonna 2024 rakentaminen 1,5 hehtaarin alueelle, jossa on 69 riviä noin 9,1 metrin välein, ja rivien välissä kasvatetaan porkkanoita ja punajuuria maan ensimmäisessä kaupallisessa pystysuorassa agri-voltaic-järjestelmässä.
• Pystysuorien bifacial-hankkeiden alkuinvestoinnit ovat korkeammat: asennusrakenteet noin 200 000 € per MW verrattuna perinteisten järjestelmien 110 000 € per MW Itävallassa, ja bifacial-moduulit maksavat noin 0,10–0,20 $ enemmän per watti.
• Pystysuorat bifacial-voimalat voivat vähentää keskipäivän rajoituksia ja tarjota verkkoystävällisemmän kaksihuippuisen tuotantoprofiilin, parantaen ohjattavuutta ja mahdollisesti pienentäen varastointitarvetta verrattuna perinteiseen aurinkovoimaan.

Kuvittele aurinkovoimaloita, jotka seisovat pystyssä kuin aidat, keräävät auringon säteitä molemmilta puolilta ja jakavat maa-alaa viljelykasvien ja karjan kanssa. Pystysuorat aurinkovoimalat – käytännössä pystysuoraan (90°) asennetut aurinkopaneelit – ovat nousemassa uusiutuvan energian mullistavaksi trendiksi. Nämä asennukset käyttävät usein bifacial-aurinkopaneeleja (aurinkokennot sekä edessä että takana) kerätäkseen auringonvaloa idästä aamulla ja lännestä myöhään iltapäivällä sunzaun.com, solarwa.org. Tuloksena on uudenlainen aurinkokenttä, joka tuottaa sähköä koko päivän, toimii yhdessä maatalouden kanssa ja ratkaisee joitakin perinteisten aurinkoratkaisujen haasteita. Tämä raportti selittää, mitä pystysuorat aurinkovoimalat ovat, miten bifacial-paneelit toimivat, miksi niiden yhdistäminen on niin tehokasta ja mitä hyötyjä ja haasteita niihin liittyy. Tutustumme myös käytännön toteutuksiin Saksassa, Yhdysvalloissa ja Japanissa, jaamme asiantuntijoiden näkemyksiä ja uutisia elokuuhun 2025 asti sekä pohdimme, mitä tulevaisuus voi tuoda tälle innovatiiviselle lähestymistavalle.

Mitä ovat pystysuorat aurinkovoimalat?

Pystysuorat aurinkovoimalat tarkoittavat aurinkosähköjärjestelmiä (PV), joissa paneelit asennetaan pystysuoraan 90° kulmaan tavanomaisen kaltevan asennon sijaan. Usein pystysuorat paneelit asetetaan pitkiksi riveiksi pohjois-etelä -suunnassa niin, että toinen puoli paneelista osoittaa suoraan itään ja toinen suoraan länteen sunzaun.com. Käytännössä aurinkopaneeli toimii kuin seinä tai aita. Tämä kokoonpano eroaa huomattavasti perinteisistä aurinkovoimaloista, joissa paneelit yleensä suunnataan etelään (pohjoisella pallonpuoliskolla) ja asetetaan kulmaan maksimoimaan keskipäivän auringonvalon.

Pystysuorassa voimalassa paneelin molemmat puolet saavat auringonvaloa eri aikoina: itään päin oleva puoli aamulla ja länteen päin oleva puoli iltapäivällä. Tämä tuottaa kaksi päivittäistä huippua sähkön tuotannossa – yhden auringonnousun jälkeen ja toisen ennen auringonlaskua – yhden suuren keskipäivän huipun sijaan solarwa.org. Koska paneelit ovat pystysuorassa, ne varjostavat maata vain kapeasti eivätkä peitä maapintaa yhtä laajasti kuin vaakasuorat rivit, mikä on merkittävä etu maan käytön kannalta paneelien alla tai ympärillä.

Pystysuoria aurinkopaneeliasennuksia voidaan toteuttaa monin tavoin. Maaseudulla ne näkyvät usein aurinkoaitana peltojen reunoilla tai viljelyrivien välissä. Kaupunki- tai teollisuusympäristössä pystysuorat paneelit voidaan integroida seiniin, julkisivuihin tai kiinteistöjen reunoille, jolloin aiemmin käyttämätön pystysuora tila muuttuu energiantuotantoon sunzaun.com. Niitä on ehdotettu tai toteutettu jopa moottoriteiden varsille aurinkomeluvalliksi, jolloin melunvaimennus ja sähkön tuotanto yhdistyvät (konsepti, jota on jo kokeiltu Saksassa) 8msolar.com. Yksi jännittävimmistä sovelluksista on kuitenkin maataloudessa – käytäntö, jota kutsutaan nimellä agrivoltaics – jossa pystysuorat aurinkopaneelit mahdollistavat samanaikaisen viljelyn ja sähkön tuotannon samalla maa-alallaasahi.com.

Agrivoltaiset pystysuorat viljelytilat herättävät huomiota, koska ne ratkaisevat keskeisen huolen: ruoan ja energian tuotannon välinen maankäyttökonflikti. Kun paneelit asetetaan pystyyn harvoihin riveihin, viljelijät voivat edelleen käyttää raskaita koneita ja viljellä kasveja paneelirivien välissä ilman merkittävää häiriötä asahi.com. Esimerkiksi Japanissa pystysuora aurinkopaneelirivistö asennettiin riisipellolle vuonna 2024; seuraava sato tuotti vain 5 % vähemmän riisiä kuin edellisenä vuonna ilman paneeleita asahi.com, ja viljelijä sai uuden tulonlähteen myymällä aurinkosähköä. ”Pystysuorilla aurinkopaneeleilla oli vähemmän vaikutusta satoon kuin olimme odottaneet”, sanoi Taiki Akasaka Sharing Farmilta (yritys, joka pyörittää hanketta), lisäten, että he toivovat voivansa laajentaa teknologiaa, jos kustannukset laskevat asahi.com. Tämä esimerkki osoittaa, kuinka pystysuora aurinkovoima voi olla yhteensopiva viljelykasvien kanssa – mikä on perinteisille, maata peittäville aurinkovoimaloille haastavaa.

Toinen pystysuorien viljelytilojen merkittävä ominaisuus on niiden suorituskyky lumisilla tai korkeilla leveysasteilla. Koska paneelit ovat pystysuorassa, lumi ei kerry niiden pinnalle samalla tavalla kuin tasaisille tai kalteville paneeleille – lumi vain liukuu pois tai putoaa maahan. Tämä tarkoittaa, että ne voivat jatkaa sähkön tuottamista lumisateen jälkeen ja hyödyntää jopa maasta heijastuvaa valoa asahi.com. Itse asiassa Japanin aurinkosähköenergia-yhdistyksen viranomaiset ennustavat, että pystysuorat aurinkovoimalat yleistyvät nopeasti (20–30 % vuosittain) Japanin kylmillä, lumisilla alueilla, joilla lumen irtoaminen ja heijastuvan valon hyödyntäminen ovat suuri etu asahi.com. Samoin pystysuorat paneelit pysyvät yleensä puhtaampina; pöly ja roskat eivät laskeudu yhtä helposti pystysuoralle pinnalle, ja sade voi pestä ne tehokkaammin, mikä vähentää huoltotarvetta pv-magazine.com.

Yhteenvetona: pystysuora aurinkovoimala on aurinkosähköjärjestelmä, joka on kirjaimellisesti käännetty kyljelleen. Vaihtamalla hieman keskipäivän tehokkuutta rakenteellisiin ja maankäytöllisiin etuihin nämä voimalat avaavat uusia mahdollisuuksia: ne voivat toimia aitoina tai seininä, energiantuotanto voidaan integroida viljelyksiin ja aiemmin epäkäytännölliset paikat (kuten kapeat maakaistaleet) voivat tuottaa energiaa. Todellinen innovaatio syntyy kuitenkin, kun yhdistämme tämän rakenteen bifacial-aurinkopaneelitekniikkaan – jolloin jokainen pystyssä oleva paneeli voi hyödyntää auringonvaloa sekä edestä että takaa.

Miten bifacial-aurinkopaneelit toimivat

Bifacial-aurinkopaneelit ovat paneeleja, jotka tuottavat sähköä molemmilta puolilta. Toisin kuin perinteiset aurinkomoduulit (monofaciaaliset paneelit), joissa aktiivinen valosähköinen kerros on vain etupuolella (takana on läpinäkymätön taustalevy), bifacial-paneeleissa aurinkokennot ovat esillä myös takapuolella. Tämä tarkoittaa, että bifacial-paneeli voi muuntaa valoa sähköksi sekä etupuolelle osuvasta suorasta auringonvalosta että takapuolelle osuvasta heijastuneesta tai hajavalosta solarwa.org. Käytännössä paneelille ei ole väliä, kummalta puolelta valo tulee – kaikki valo on hyödyllistä energiaa.

Useat suunnitteluominaisuudet mahdollistavat bifacial-toiminnallisuuden. Usein näissä paneeleissa käytetään kirkasta taustalevyä tai kaksinkertaista lasirakennetta, jotta valo pääsee takapuolen kennoihin. Ne asennetaan siten (usein korotetusti tai avoimiin kehyksiin), että valo pääsee ympäristöstä paneelin takapuolelle (esim. maasta, läheisiltä pinnoilta tai ilmakehästä). Takapuolen suorituskyky riippuu ympäristön “albedosta” – eli heijastavuudesta. Esimerkiksi valkoinen hiekka, betoni tai lumi maassa heijastavat paljon auringonvaloa, jonka bifacial-paneelit voivat hyödyntää ja näin lisätä energiantuottoaan solarwa.org. Lumisissa olosuhteissa bifacial-paneeli voi jopa tuottaa sähköä lumipeitteestä heijastuvasta valosta, mikä jäisi tavalliselta paneelilta kokonaan hyödyntämättä.

Tehokkuuden osalta bifacial-moduulit voivat tuottaa huomattavasti enemmän energiaa kuin yksipuoliset paneelit oikeissa olosuhteissa. Tutkimukset ovat osoittaneet, että bifacial-paneeleilla voidaan saavuttaa 5 %:sta jopa 30 %:iin lisää energiansaantoa riippuen esimerkiksi sijainnista, maan heijastavuudesta, asennuskorkeudesta ja muista tekijöistä solarwa.org. Jopa vaatimaton heijastavuus (esim. vaalea pinta paneelin alla) tuottaa lisäkilowattitunteja. Tämä teknologia on kehittynyt nopeasti – 2020-luvun puoliväliin mennessä monet suuret aurinkovoimalat ympäri maailmaa alkoivat käyttää bifacial-moduuleja vakiona saadakseen etua tuotannossa.

Yksi tärkeä bifacial-paneelien etu on, että ne voivat toimia viileämpinä kuin monofaciaaliset tietyissä asennuksissa solarwa.org. Jos paneeli on pystysuorassa tai muuten ei suoraan kohti keskipäivän aurinkoa, se imee vähemmän lämpöä huippuaikoina. Alemmat paneelilämpötilat parantavat aurinkokennojen hyötysuhdetta (koska äärimmäinen kuumuus voi alentaa paneelin hetkellistä hyötysuhdetta). Esimerkiksi pystysuorat bifacial-paneelit välttävät keskipäivän auringon paahteen (koska ne ovat itä-länsi -suunnassa), jolloin niiden pinnat pysyvät viileämpinä ja toimivat näin tehokkaammin päivän aikana solarwa.org. Toisin sanoen, energia, jonka ne menettävät olematta suoraan kohti aurinkoa keskipäivällä, voidaan osittain kompensoida sillä, että ne muuntavat auringonvaloa tehokkaammin viileämmissä lämpötiloissa.

Yhteenvetona voidaan todeta, että bifacial-paneelit ovat täydellinen lisä pystysuoriin asennuksiin. Pystysuoraan asennettu yksipuolinen paneeli tuottaisi sähköä vain yhdeltä puolelta (joko aamun tai iltapäivän auringosta, mutta ei molemmista). Käyttämällä bifacial-moduuleja pystysuorat aurinkovoimalat voivat hyödyntää molempia paneelin puolia, mikä käytännössä kaksinkertaistaa hyödyllisen tuotantopinta-alan. Tämä on avain pystyrivistöjen täyden potentiaalin hyödyntämiseen – auringon energian keräämiseen useampina tunteina päivässä ja useammista kulmista. Seuraavaksi tarkastelemme, miksi tämä pystysuoran rakenteen ja bifacial-tekniikan yhdistelmä herättää niin paljon kiinnostusta ja mitä ainutlaatuisia etuja se tarjoaa.

Pystysuoran rakenteen ja bifacial-tekniikan synergia

Pystyasennuksen ja bifacial-paneelien yhdistäminen luo vahvan synergian, joka ratkaisee joitakin perinteisten aurinkoratkaisujen rajoituksia. Tässä muutamia tapoja, joilla tämä yhdistelmä tuottaa ainutlaatuisia hyötyjä:

• Tehoa koko päivän ajan: Perinteisessä etelään suunnatussa aurinkovoimalassa on yksi jyrkkä tehopiikki keskipäivällä. Sen sijaan itä-länsi-suuntaisessa pystysuorassa bifacial-voimalassa syntyy kaksi loivempaa piikkiä – yksi aamulla (itäpuoli aktiivinen) ja toinen myöhään iltapäivällä (länsipuoli aktiivinen) solarwa.org. Se on kuin “kaksi vuoroa” aurinkosähkön tuotannossa päivittäin, kuten eräs aurinkoenergian harrastaja totesi sunzaun.com. Tämä tasaisempi tehon jakautuminen voi paremmin vastata tyypillisiä sähkönkulutuspiikkejä (jotka usein esiintyvät aamulla ja illalla, kun ihmiset valmistautuvat töihin tai palaavat kotiin) sunzaun.com. Se tarkoittaa myös, että asennus tuottaa käyttökelpoista energiaa tunteina, jolloin perinteiset paneelit saattavat olla toimettomina tai tuottaa vähän. Esimerkiksi Coloradossa sijaitseva maatila, joka asensi pystysuorat bifacial-paneelit, havaitsi huipputehonsa olevan noin klo 9 aamulla ja klo 16 iltapäivällä, eikä pelkästään keskipäivällä solarwa.org. Tällainen tuotantoprofiili on erittäin arvostettu, koska se voi vähentää verkon kuormitusta aamu- ja iltahuippujen aikana ja vähentää akkuvarastoinnin tarvetta kattamaan varhaisen tai myöhäisen kulutuksen solarwa.org.
• Vähentynyt keskipäivän rajoittaminen: Aurinkoenergian runsailla alueilla esiintyy joskus outo ongelma – liikaa aurinkosähköä keskipäivällä. Tämä ylitarjonta voi johtaa siihen, että verkon ylläpitäjät joutuvat rajoittamaan (sulkemaan) joitakin aurinkovoimaloita auringon huippuhetkinä, mikä tuhlaa potentiaalista energiaa. Pystysuorat bifacial-voimalat tuottavat luonnostaan vähemmän keskipäivällä, joten ne eivät todennäköisesti aiheuta ylitarjontaa. Sen sijaan ne tuottavat suhteellisesti enemmän ns. olkapäätunteina, mikä voi paikata aukkoja, kun muut aurinkolähteet laskevat solarwa.org. Kuten Saksan Leipzigin yliopiston tutkijat totesivat, pystysuoran PV:n laaja käyttö voi vähentää riippuvuutta kaasuhuippuvoimaloista tai suurista varastoista, koska ne täydentävät perinteisten tasopaneelien tuotantoa ajallisesti solarwa.org. Käytännössä perinteisten ja pystysuorien aurinkopaneelien yhdistelmä voisi tarjota tasaisemman tuotantokäyrän – perinteiset paneelit kattavat keskipäivän, pystysuorat paneelit aamut ja illat, ja yhdessä ne tuottavat tasaisemmin sähköä koko päivän ajan.
• Kaksipuolinen energian keruu: Bifacial-ominaisuus tarkoittaa, että pystysuorat voimalat hyödyntävät valoa molemmista suunnista. Auringonnousun aikaan jokaisen paneelin itään päin oleva puoli tuottaa sähköä, kun taas länteen päin oleva puoli voi saada jopa heijastunutta valoa maasta tai ilmakehästä – ja iltapäivällä päinvastoin. Jopa pilvisenä päivänä hajavalo voi osua molemmille puolille jossain määrin, mikä parantaa energiantuottoa. Tämä 360° keruukyky on erityisen hyödyllinen ympäristöissä, joissa on korkea albedo (heijastavat pinnat). Esimerkiksi talvella, kun aurinko on matalalla, lumipeitteestä heijastuva valo voi merkittävästi lisätä bifacial-paneelien takapuolen tuottoa asahi.com. Pystysuorat bifacial-järjestelmät korkeilla leveysasteilla hyötyvät tästä tuottamalla energiaa paitsi suorasta auringonvalosta myös ympäröivästä valosta, jota yksipuolinen paneeli ei koskaan keräisi.
• Luonnostaan puhtaammat ja viileämmät paneelit: Kuten mainittiin, pystysuorat paneelit pudottavat lunta ja pölyä helpommin. Tasaiselle pinnalle ei pääse kertymään lunta, ja sadevesi voi pestä molemmat puolet tehokkaasti. Itävaltalainen maatalousyritys, joka otti pystysuorat bifacial-paneelit käyttöön vuonna 2022, raportoi, että heidän ei ole koskaan tarvinnut puhdistaa paneeleja käsin – luonnollinen sade ja pystysuora asennus pitivät ne puhtaina, paikallisen ilmaston avustamana pv-magazine.com. Tämä vähentää ylläpitokustannuksia ja pitää hyötysuhteen korkeana. Lisäksi, koska pystysuorat bifacial-paneelit välttävät suoraa yläpuolista aurinkoa, ne pysyvät viileämpinä keskipäivällä. Viileämmät käyttölämpötilat voivat parantaa hyötysuhdetta – eli tuottaa enemmän sähköä auringonvalon yksikköä kohden. Eräässä tutkimuksessa havaittiin, että pystysuoraan asennettujen bifacial-moduulien viileämpi lämpötila lisäsi niiden tuottavuutta solarwa.org. Se on win-win-tilanne: rakenne ei ainoastaan kerää valoa kahdelta puolelta, vaan myös passiivisesti ehkäisee kahta yleistä suorituskykyongelmaa (likaantuminen ja kuumuus).

Lyhyesti sanottuna pystysuorat maatilat, joissa on bifaciaaliset paneelit, luovat vakaan ja resilientin aurinkosähköjärjestelmän. Ne tuottavat sähköä silloin ja siellä, missä muut eivät välttämättä toimi (ajattele vaikka lumista aamua – kattopaneelit saattavat olla lumen peitossa, mutta pystysuorat paneelit ovat todennäköisesti puhtaat ja toiminnassa). Ne avaavat myös uusia tiloja aurinkopaneelien asentamiseen (kuten pellon reunat, aidat ja kaupunkien seinät) ja integroituvat hyvin muihin maankäyttömuotoihin. Tämä synergia lisää kiinnostusta sekä aurinkosähkökehittäjien että viljelijöiden keskuudessa, kuten seuraavissa osioissa näemme.

Keskeiset hyödyt ja käyttötapaukset

Pystysuorat bifaciaaliset aurinkovoimalat tarjoavat lukuisia etuja ja mahdollistavat luovia käyttötapauksia, joihin perinteiset aurinkopaneelijärjestelmät eivät helposti pysty. Alla esittelemme tärkeimmät edut sekä esimerkkejä siitä, miten ja missä näitä järjestelmiä käytetään:

• Kaksoiskäyttö – Maatalous ja aurinkoenergia yhdessä: Ehkä suurin vetovoimatekijä on mahdollisuus jakaa maa energian ja maatalouden kesken. Viljelijät voivat jatkaa viljelyä tai laiduntaa eläimiä maalla, jolla on myös pystysuoria aurinkopaneeleja. Paneelien kapea profiili ja leveä väli mahdollistavat traktoreiden ja puimureiden vapaan liikkumisen, ja kasvit saavat silti runsaasti auringonvaloa keskipäivällä. asahi.com, pv-magazine-usa.com Eräällä itävaltalaisella agri-voltaic-tilalla asennettiin bifaciaalisia pystypaneelirivejä 9,4 metrin välein viljelyrivien väliin; tilalla viljellään edelleen kurpitsoja ja soijapapuja vain vähäisin muutoksin pv-magazine.com. Satojen tulokset ovat olleet rohkaisevia – kurpitsasato oli samaa tasoa kuin varjostamattomilla pelloilla, ja soijapavut kypsyivät hieman hitaammin, mutta tuottivat silti sadon kohtuullisessa ajassa pv-magazine.com. Japanin riisipeltokokeessa, kuten mainittiin, riisisato laski paneelien kanssa vain noin 5 %, minkä viljelijä piti kohtuullisena vaihtokauppana tuotetusta sähköstä asahi.com. Agri-voltaics nähdään win-win-ratkaisuna: viljelijät saavat uuden tulonlähteen (sähkön myynti) ja mahdollisesti myös agronomisia hyötyjä (kuten vähentynyt lämpöstressi kasveille), ja yhteiskunta saa uusiutuvaa energiaa ilman, että ruoantuotanto kärsii. Kuten Oregonin osavaltionyliopiston apulaisprofessori Chad Higgins totesi, agri-voltaics voi tarjota “todellista synergiaa” – mikä johtaa “enemmän ruokaa, enemmän energiaa, pienempi vedenkulutus, pienemmät hiilidioksidipäästöt ja vauraammat maaseutuyhteisöt.” solarwa.org
• Pienempi maankäyttö & suurempi energiatiheys: Pystypaneelit käyttävät maata erittäin tehokkaasti tilankäytön ja peittoalan suhteen. Koska ne seisovat pystyasennossa, niiden maapeittoaste voi olla alhainen – eli suuri osa maasta jää edelleen muuhun käyttöön (maatalous tai muu). Eräässä tutkimuksessa todettiin, että pystyasennossa olevat asennukset saavuttivat erinomaisen maankäytön hyötysuhteen tuottaen silti runsaasti sähköä, mikä on houkutteleva ominaisuus tilarajoitteisissa kohteissa solarwa.org. Käytännössä pystypaneeleita voi asentaa peltojen reunoille, tontin rajoille tai teiden varsille, missä ne eivät häiritse ensisijaista maankäyttöä. Esimerkiksi kalifornialainen viinitila asensi pystysuuntaisia bifacial-paneeleita viiniköynnösrivien varrelle – käytännössä sulautuen köynnösrakenteeseen – tuottaakseen sähköä vähentämättä viinitarhan pinta-alaa solarwa.org. Tiheästi rakennetuilla kaupallisilla alueilla tai laitoksissa pystysuoraa aurinkosähköä voidaan lisätä pysäköintialueiden reunoille, turva-aitojen, meluesteiden tai rakennusten julkisivujen yhteyteen – paikkoihin, joihin tavalliset aurinkotelineet tai kattopaneelit eivät välttämättä mahdu sunzaun.com. Näin aiemmin käyttämätön tai “kuollut” tila muuttuu tuottavaksi aurinkosähköalueeksi. On jopa ehdotettu, että pystysuorat aurinkoaidat voisivat korvata tai täydentää tavallisia aitoja, jolloin saat aidan, joka myös tuottaa sinulle sähköä youtube.com. Kaiken kaikkiaan pystysuuntaiset bifacial-järjestelmät voivat saavuttaa suuremman energiantuoton pinta-alaa kohden, kun otetaan huomioon, että maa säilyy monikäyttöisenä – erään arvion mukaan aurinkoenergian ja maatalouden yhteiskäyttö voisi tuottaa jopa 20 % Yhdysvaltojen kokonaissähköntuotannosta ilman, että viljelyala vähenisi, jos ratkaisu otettaisiin käyttöön koko maassa solarwa.org.
• Aamu- ja iltatehon lisäys (Sähköverkon hyödyt): Idästä länteen suuntautuvien, pystysuorien bifacial-tilojen ansiosta sähköä tuotetaan enemmän aamu- ja myöhäisiltapäivän tunteina kuin perinteisillä tiloilla. Tämä on suuri etu sähköverkolle ja energiantuotannon suunnittelijoille. Se tarkoittaa, että aurinkosähköä on saatavilla lähempänä huippukulutuksen aikoja (jotka monilla alueilla osuvat varhaiseen iltaan), ja se voi vähentää riippuvuutta fossiilivoimaloista tai akuista kattamaan tuotantovajeita. Saksalainen pystysuoran aurinkosähkön kehittäjä ilmaisi asian näin: “Pystysuora järjestelmä tuottaa sähköä aina silloin, kun perinteiset aurinkosähköjärjestelmät tuottavat vähemmän.” pveurope.eu Käytännössä tämä voi tehdä aurinkoenergiasta helpommin ohjattavaa ja vähentää tarvetta rajoittaa ylimääräistä keskipäivän tuotantoa solarwa.org. Jakamalla tuotantoa tasaisemmin päivän mittaan pystysuorat tilat voivat myös hyödyntää paremmin aikaperusteista sähkön hinnoittelua – joillakin markkinoilla aamu- ja iltasähkö on arvokkaampaa kuin keskipäivän sähkö. Johannes Huber, Next2Sunin projekti-insinööri, totesi, että bifacial-paneelien ja hyödyllisemmän tuotantoprofiilin yhdistelmä voi “johtaa sähkön tuotannon kokonaisarvon 25 %:n kasvuun” pystysuorassa järjestelmässä, vaikka kokonaistuotanto kilowattitunneissa olisi hieman pienempi, koska suurempi osa energiasta tuotetaan korkean arvon tunteina pv-magazine.com.
• Säänkestävyys (lumi, pilvet ja kuumuus): Pystysuorilla bifacial-paneeleilla on selviä etuja tietyissä sääolosuhteissa. Lumisissa ilmastoissa, kuten mainittiin, ne pudottavat lumen helposti ja voivat jopa tuottaa sähköä lumesta heijastuvan auringonvalon avulla. Tämä tekee niistä paljon talvikestävämpiä. Perinteiset paneelit voivat runsaan lumen aikana olla poissa käytöstä päiviä, kunnes lumi sulaa tai harjataan pois, kun taas pystypaneelit voivat jatkaa toimintaansa lähes keskeytyksettä sunzaun.com, asahi.com. Pilvisellä säällä pystypaneelit saavat hajavaloa tasaisemmin molemmille puolilleen, mikä voi joskus kaventaa suorituskykyeroa kalteviin paneeleihin verrattuna. Erittäin kuumina päivinä pystypaneelit pysyvät hieman viileämpinä (koska ne eivät vastaanota keskipäivän auringonpaistetta suoraan), mikä voi ylläpitää parempaa hyötysuhdetta solarwa.org. Nämä tekijät tarkoittavat, että pystysuorat aurinkotilat voivat tuottaa tasaisemmin eri vuodenaikoina. Testipaikkojen tiedot osoittavatkin, että joillakin talvipäivillä tai tietyissä olosuhteissa (kuten pilvisellä säällä tai kun kaltevat paneelit likaantuvat voimakkaasti) pystysuorat bifacial-järjestelmät ovat ylittäneet perinteiset kaltevat järjestelmät, joilla on sama kapasiteetti sunzaun.com. Niiden kaksipuolinen rakenne myös osittain suojaa säältä – jos itäinen taivas on pilvinen auringonnousun aikaan mutta kirkastuu myöhemmin, länteen päin oleva puoli kerää silti iltapäivän auringon, ja päinvastoin.
• Vähemmän huoltoa ja pitkäikäisyyttä: Pystysuorien aurinkotilojen suuntaus ja rakenne voivat helpottaa huoltoa. Kuten mainittiin, likaa ja lunta kertyy vähemmän, joten puhdistuskertoja tarvitaan harvemmin. On myös viitteitä vähäisemmästä kulumisesta: koska paneelit eivät ole suoraan ylöspäin, ne saavat vähemmän iskuja esimerkiksi rakeista ja roskista. Ne muodostavat käytännössä kapeamman profiilin putoaville esineille. Monet pystysuorat järjestelmät käyttävät vankkoja kiinnityksiä (usein kaksipylväisiä), jotka pitävät paneelit tukevasti paikoillaan; eräässä mallissa paneelit jopa ripustetaan hieman joustavasti, jotta ne kestävät voimakkaita tuulia murtumattapveurope.eu. Itävaltalaisessa pystysuorassa aurinkovoimalassa, jossa oli 4 500 paneelia, vain 7 paneelissa oli pientä mekaanista vauriota ensimmäisten parin vuoden jälkeen – vauriot johtuivat maataloustoiminnasta, ja nekin olivat yksittäistapauksia pv-magazine.com. Kokonaisuudessaan toiveena on, että nämä järjestelmät voisivat kestää pidempään ja vaatia vähemmän korjauksia. Vielä on varhaista, mutta merkit ovat lupaavia: pystysuorat bifacial-järjestelmät voivat olla vähähuoltoisia, toimia ympäri vuoden ja niiden käyttöikä voi olla verrattavissa perinteisiin aurinkotiloihin.
• Maatalouden mikroilmaston hyödyt: Mielenkiintoinen sivuhyöty, joka on noussut esiin agri-voltaisten tutkimuksissa, on se, että aurinkopaneelien tarjoama osittainen varjo voi parantaa tiettyjen viljelykasvien kasvuolosuhteita. Vaikka on intuitiivista ajatella, että kaikki varjostus vahingoittaa kasveja, tutkimukset osoittavat, että kuumissa ja kuivissa olosuhteissa liiallinen suora auringonvalo voi itse asiassa stressata kasveja ja kuivattaa maaperää sunzaun.com. Salaatin, marjojen tai jopa tiettyjen maissilajikkeiden kaltaiset kasvit voivat kärsiä äärimmäisestä kuumuudesta ja runsaasta auringonpaisteesta. Pystysuorat paneelit, jotka heittävät pitkiä, kapeita varjoja pellon yli, voivat vähentää iltapäivän auringon voimakkuutta kasveihin ja pienentää haihtumista. Varhaiset kokeet ovat osoittaneet, että tämä voi säästää vettä – maaperä aurinkopaneelirivien alla ja ympärillä säilyttää kosteuden pidempään, mikä vähentää kastelun tarvetta viljelykasveille pv-magazine-usa.com. Esimerkiksi Liègen yliopiston (Belgia) tutkimuksessa havaittiin, että pystysuora agri-voltaijärjestelmä vähensi merkittävästi kasteltavien kasvien veden tarvetta, koska paneelien varjostus ja tuulenkatkaisu säilyttivät maaperän kosteuden pv-magazine-usa.com. On myös näyttöä siitä, että tietyt varjoa sietävät tai viileän sään kasvit tuottavat enemmän agri-voltaisessa järjestelmässä kuin täydessä auringossa, erityisesti kuivuudelle alttiilla alueilla sunzaun.com. Nämä vaikutukset riippuvat viljelykasvista ja ilmastosta, mutta se viittaa siihen, että pystysuorat aurinkovoimalat voisivat auttaa lieventämään ilmastonmuutoksen vaikutuksia (kuten kovaa kuumuutta ja kuivuutta) maatalouteen, energian tuottamisen lisäksi.

Näiden hyötyjen valossa ei ole yllättävää, että kiinnostus pystysuoria bifasialisia järjestelmiä kohtaan tulee monesta suunnasta – uusiutuvan energian kehittäjiltä, jotka etsivät innovatiivisia hankkeita, viljelijöiltä, jotka hakevat lisätuloja ja ilmastonkestävyyttä, sekä jopa päättäjiltä, jotka etsivät ratkaisuja maankäyttökonflikteihin. Mutta kuten kaikessa teknologiassa, myös tässä on haasteita ja kompromisseja, joita käsittelemme seuraavaksi.

Haasteet ja haittapuolet

Vaikka pystysuorat aurinkovoimalat bifasialisilla paneeleilla ovat lupaavia, niihin liittyy myös haasteita. Joitakin tärkeimpiä haittoja ja esteitä ovat:

• Alhaisempi kokonaisenergiantuotto (per paneeli): Koska pystysuora paneeli ei ole suoraan kohti aurinkoa keskipäivällä, se tuottaa yleensä vähemmän vuosittaista energiaa kuin optimaalisesti etelään kallistettu paneeli samassa paikassa. Vaikka bifacial-efekti lisää tuotantoa, paneeli kerää suurimman osan päivästä vinosti tulevaa auringonvaloa (paitsi aikaisin aamulla ja myöhään illalla). Tämä tarkoittaa, että saman kokonaistuotannon (kWh) saavuttamiseksi saatat joutua asentamaan enemmän kapasiteettia (enemmän paneeleja tai suuremman paneelialan) kuin perinteisessä aurinkovoimalassa. Esimerkiksi erään aurinkoenergiasta innostuneen henkilön testit osoittivat, että pystypaneelien keskimääräinen päivittäinen tuotanto oli pienempi kuin kallistettujen paneelien – vaikka pystysarja saavutti tai jopa ylitti tuotannon talvella ja reunatunteina sunzaun.com. Tarkka vajaus vaihtelee sijainnin mukaan – hyvin korkeilla leveysasteilla tai erittäin pilvisillä alueilla pystysuora asennus voi pärjätä suhteellisesti paremmin, mutta aurinkoisilla päiväntasaajan alueilla pystysuora suuntaus menettää paljon keskipäivän aurinkoa. Käytännössä viljelijän tai kehittäjän on punnittava maan saatavuus ja haluttu tuotanto: jos tavoitteena on maksimaalinen energia paneelia kohden ja maa on halpaa, perinteiset asettelut voittavat. Pystysuorat järjestelmät loistavat, kun maa on rajallista tai kaksoiskäyttö on tärkeämpää kuin pelkkä tuotantomäärä.
• Korkeammat alkuinvestoinnit: Nykyään vertikaaliset agri-voltaiset järjestelmät maksavat enemmän rakentaa wattia kohden kuin tavalliset aurinkovoimalat. Erityisesti suunnitellut telineet, syvemmät perustukset (jotta paneelit kestävät tuulta aidan tavoin) ja bifaciaaliset paneelit (jotka ovat perinteisesti olleet hieman kalliimpia kuin monofaciaaliset) kaikki nostavat hintaa. Esimerkiksi Itävallassa vertikaalisen bifaciaalisen projektin arvioitiin maksavan noin 200 000 € per MW telineistä, kun taas perinteisessä maahan asennetussa järjestelmässä vastaava kustannus oli noin 110 000 € per MW kyseisellä alueella pv-magazine.com. Tämä on lähes kaksinkertainen telinekustannus, vaikka ero voi pienentyä mittakaavaetujen ja paikallisten optimointien myötä. Bifaciaaliset moduulit itsessään ovat tällä hetkellä hieman kalliimpia (noin 0,10–0,20 dollaria per watti enemmän kuin monofaciaaliset moduulit) solarwa.org, vaikka niiden hinta on laskenut niiden yleistyessä. Lisäksi vertikaaliset järjestelmät saattavat tarvita enemmän sähköjohtoja paneelia kohden (koska paneelit ovat harvemmassa) ja enemmän aitausta tai turvaa, koska ne kattavat suuremman alueen aidan kaltaisesti. Kaikki nämä tekijät voivat nostaa alkuinvestointia. Toisaalta kannattajat väittävät, että energian tuotto wattia kohden ja energian korkeampi arvo (paremman ajoituksen ansiosta) voivat kompensoida osan tästä. Erään analyysin mukaan bifaciaalisten paneelien lisätuotto ja parantunut tuotantoprofiili voivat tehdä vertailukustannuksesta vertikaalisessa järjestelmässä pitkällä aikavälillä verrattavan perinteiseen järjestelmään solarwa.org. Silti korkeampi hankintahinta voi olla este, erityisesti viljelijöille tai pienille kehittäjille. Taiki Akasaka Sharing Farmilta (japanilainen agri-volta-hanke) sanoi suoraan, että he haluaisivat levittää vertikaalista paneelitekniikkaa laajemmin “jos niitä voidaan rakentaa edullisemmin” asahi.com.
• Rakenteelliset ja tuulenkestävyyteen liittyvät näkökohdat: Pystysuorat paneelit toimivat käytännössä kuin purjeet, jotka ottavat tuulta vastaan. Telineiden ja tukirakenteiden suunnittelu kestämään kovia tuulia (tai jopa myrskyjä) on ratkaisevan tärkeää. Tämä tarkoittaa usein raskaampia terästukia, syviä paalutuksia tai joustavia kiinnitysratkaisuja, jotka pystyvät vaimentamaan tuulenpuuskia. Esimerkiksi Next2Sun-järjestelmässä käytetään patentoitua kehystä, jossa paneelit on asennettu hieman joustaville laakereille – tämä auttaa ehkäisemään jännityshalkeamia paneeleissa tuulikuormituksen aikana, samalla kun koko rakenne pysyy vakaana pveurope.eu. Lisäksi pystysuorassa asennossa rivien varjostuksen estäminen vaatii leveät välit. Kuten mainittiin, rivien väli voi olla 8–10+ metriä paneelien korkeudesta riippuen, jotta yhden rivin varjo ei osu seuraavaan matalilla auringon kulmilla pveurope.eu, pv-magazine.com. Tämä tarkoittaa, että maa-alaa täytyy olla riittävästi rivien oikeaan sijoitteluun, ja epäsäännöllisen muotoisilla tonteilla asettelusta voi tulla haastavaa. Erittäin suurissa asennuksissa välien leveys tarkoittaa myös alhaisempaa paneelien pakkaustiheyttä tietyllä pinta-alalla verrattuna tiiviisti aseteltuihin kalteviin riveihin – jälleen kyseessä on kompromissi maa-alan käytön tehokkuuden ja kaksoiskäytön välillä.
• Yhteensopivuus tiettyjen viljelykasvien tai käyttötarkoitusten kanssa: Kaikki viljelykasvit tai tilanteet eivät ole ihanteellisia pystysuoralle agri-voltaikalle. Korkeaksi kasvavat kasvit (kuten täysikokoinen maissi, sokeriruoko tai hedelmäpuut) voivat varjostaa paneeleja tai paneelit voivat estää niiden kasvua. Yksi ratkaisu on käyttää säädettäviä telineitä, joilla paneelit voidaan nostaa korkeammalle maasta, mutta se lisää kustannuksia ja monimutkaisuutta sunzaun.com, solarwa.org. Coloradon osavaltion yliopiston testipaikalla pystysuorat paneelit asennettiin alun perin maissin kanssa, mutta järjestelmä suunniteltiin niin, että paneelit voidaan tarvittaessa nostaa muutaman jalan korkeammalle tulevaisuudessa, jos viljellään korkeampia kasveja sunzaun.com. Myös karjan integrointi (esim. nautojen laiduntaminen paneelien ympärillä) vaatii huolellista suunnittelua – kuten New Jerseyn Rutgersin projekti osoittaa, saatetaan tarvita lisäominaisuuksia, kuten eläinsuojia ja aitauksia, suojaamaan sekä eläimiä että aurinkolaitteita pv-magazine-usa.com. On myös huomioitava, että viljelijät ovat tottuneet esteettömiin peltoihin; paneelirivien tuominen muuttaa pellon käyttöä (tosin vain vähän). Tämä vaatii tietoisuutta ja joskus koulutusta – esimerkiksi traktorinkuljettajien on tiedettävä kulkuväylät tai kylvö/korjuu on ajoitettava paneelirivien mukaan. Oppimiskäyrä ja viljelijöiden hyväksyntä ovat haasteita. “Jos agri-voltaikasta on niin paljon hyötyä, miksi sitä ei nähdä kaikkialla?” kysyy Tim Montague, Clean Power Hour -podcastin juontaja – tietoisuus ja koulutus ovat osa ongelmaa, sillä monet viljelijät eivät vielä tunne näitä järjestelmiä sunzaun.com. Perinteisten viljelijöiden vakuuttaminen ottamaan aurinkoinfrastruktuuri käyttöön omilla pelloillaan voi viedä aikaa ja vaatii onnistuneita esimerkkejä.
• Sääntelyyn ja politiikkaan liittyvät esteet: Joillakin alueilla ei ole selkeää politiikkakehystä kaksoiskäyttöisille aurinkotiloille. Kaavoituslait eivät välttämättä huomioi peltoihin rakennettavia rakenteita, tai tukiohjelmat voivat olla suunnattu joko maatalouteen tai aurinkoenergiaan, mutta eivät molempiin samanaikaisesti. Tämä on alkanut muuttua – esimerkiksi New Jerseyn kaltaiset osavaltiot ovat käynnistäneet Dual-Use Solar -pilottiohjelmia tutkiakseen ja tukeakseen agrivoltaisuutta pv-magazine-usa.com. Euroopan unioni ja esimerkiksi Saksa harkitsevat myös uusiutuvan energian huutokauppojen ja maataloustukisääntöjen säätämistä agri-PV:n edistämiseksi (Saksan vuoden 2023 luonnoksessa ”Solar package” oli mukana agrivoltaisia koskevia määräyksiä). Silti pystysuoran aurinkotilan luvittaminen maatalousmaalle voi herättää ainutlaatuisia kysymyksiä: Lasketaanko se maatilarakennukseksi vai energiantuotantolaitokseksi? Voidaanko maa edelleen verottaa tai kaavoittaa maatalousmaana? Politiikan on otettava kiinni kehityksestä, jotta kaksoishyödyt tunnistetaan ja palkitaan. Alan asiantuntijat, kuten pystysuoria aurinkoratkaisuja tarjoavan Sunzaunin toimitusjohtaja Helge Biernath, korostavat näkökulman muutosta: sen sijaan, että agrivoltaisuudelle pyydettäisiin erityisiä kannustimia, hän väittää, että jos agrivoltaisuutta ei oteta käyttöön, se voi vaarantaa tulevaisuuden maataloustuotannon ilmaston aiheuttaman stressin vuoksi sunzaun.com. Se on rohkea kanta, mutta alleviivaa tarvetta nähdä agrivoltaisuus ilmastonkestävyyden strategiana, ei pelkkänä energiainvestointina.
• Esteettisyys ja julkinen mielipide: Pystysuorien aurinkopaneelien pelto näyttää erilaiselta kuin tavallinen aurinkotila tai perinteinen viljapelto. Käytännössä se luo maisemaan riveittäin metallisia ”aitoja”, jotka voivat olla jopa 2,5–3 metriä korkeita. Jotkut saattavat pitää tätä visuaalista vaikutusta häiritsevänä tai olla huolissaan maaseutumaiseman ”teollistumisesta”. Yhteisön hyväksyntä on tekijä; jopa perinteiset aurinkotilat kohtaavat ajoittain NIMBY-vastustusta, ja pystysuorat tilat joutuvat kohtaamaan saman. Toisaalta, koska pystysuorat tilat jättävät vihreyttä ja avointa tilaa rivien väliin, jotkut saattavat pitää niitä vähemmän häiritsevinä kuin yhtenäistä, kaltevien paneelien ”merta”. Varhaiset agrivoltaiset hankkeet korostavat usein vähäistä visuaalista muutosta – esimerkiksi soijapellolle asennuksen jälkeen näkyy yhä vihreitä peltoja ja satunnaisia paneelirivejä, ei kokonaan sinimustaa aurinkopaneelipeitettä. Siitä huolimatta kehittäjien on sitouduttava yhteisöihin ja osoitettava hyödyt. Oregonissa suuri agrivoltaishanke (1 588 hehtaarin Muddy Creek Energy Park) on herättänyt keskustelua – kannattajat väittävät sen olevan malliesimerkki kaksoiskäyttötilasta, kun taas osa paikallisista suhtautuu epäilevästi tuhansien hehtaarien laajuisiin hankkeisiin, vaikka ne olisivatkin kaksoiskäyttöisiä capitalpress.com. Kuten tuulivoimaloiden tai perinteisten aurinkotilojen kohdalla, kehityksen ja paikallisten huolien tasapainottaminen on edelleen haaste.

Yhteenvetona voidaan todeta, että pystysuorien bifacial-aurinkopuistojen on voitettava korkeammat alkuinvestoinnit, varmistettava kestävä suunnittelu tuuli- ja maatilatoimintaa varten, sovittava yhteen viljely- ja karjatalousjärjestelmien kanssa sekä navigoitava sääntely- ja sosiaalisessa ympäristössä. Nämä haasteet ovat todellisia, mutta niitä ratkotaan innovaatioiden, politiikkamuutosten ja pilottihankkeista saadun kasvavan kokemuksen avulla. Kustannusten, esimerkiksi, odotetaan laskevan sitä mukaa kun projekteja rakennetaan lisää – aivan kuten varhaiset aurinkopaneelit olivat kalliita, mutta niiden hinnat romahtivat massatuotannon myötä. Seuraavaksi tarkastelemme kustannustekijää hieman tarkemmin ja sitä, miten pystysuoran aurinkovoiman taloudellisuus vertautuu muihin vaihtoehtoihin.

Kustannusnäkökohdat

Taloudellinen kannattavuus on keskeinen kysymys kaikissa uusissa aurinkosähköratkaisuissa. Pystysuorat bifacial-järjestelmät tuovat mukanaan erilaisia kustannustekijöitä ja säästöjä verrattuna tavanomaisiin aurinkopaneeliriveihin:

• Alkuinvestoinnit: Kuten aiemmin mainittiin, pystysuorissa aurinkopuistoissa alkuinvestoinnit ovat yleensä korkeammat, pääasiassa asennusrakenteiden ja mahdollisesti bifacial-paneelien vuoksi. Lisäkustannusten suuruus voi vaihdella. Joissain tapauksissa maa itsessään voi olla halvempaa (jos käytät vain kapeaa maakaistaletta tai jaat tilan viljelyn kanssa, sinun ei ehkä tarvitse ostaa tai vuokrata yhtä paljon omaa maata kuin erillisessä aurinkopuistossa). Valtion tuet tai avustukset voivat vaikuttaa: kaksikäyttöisyyden tunnustaminen on johtanut siihen, että jotkut valtiot tukevat agrivoltaisia pilotteja. Esimerkiksi Itävallan valtio myönsi 15 %:n investointituen Neudorfin pystysuoralle agrivoltaiselle laitokselle, koska se säilytti maatalouskäytön pv-magazine.com. Samoin New Jerseyn pilottiohjelma antoi 2 miljoonaa dollaria Rutgersin agrivoltaisten tutkimusasennusten rahoittamiseen pv-magazine-usa.com, ja Japanissa on aiemmin ollut avustuksia viljelijöille, jotka ottavat käyttöön aurinkojakamista. Nämä tuet auttavat kattamaan lisäkustannuksia tässä varhaisessa käyttöönoton vaiheessa.
• Energian tuotto ja tulot: Vaikka pystysuorat aurinkopaneeliviljelmät tuottavat vähemmän kWh asennettua kW kohden kuin optimaalisesti kallistetut järjestelmät, näiden kWh:n arvo voi olla korkeampi. Monilla markkinoilla on vuorokaudenaikaan perustuva hinnoittelu tai huipputehomaksuja, jotka tekevät aamu- ja iltasähköstä tuottoisampaa kuin keskipäivän sähköstä. Jos sähköä myydään verkkoon, pystysuora viljelmä voi ansaita keskimäärin enemmän tuloja per kWh. Lisäksi on mahdollisuus premium-brändäykseen – esimerkiksi viljelijä voisi markkinoida satoaan aurinkopaneelien alla kestävästi viljeltynä, mikä voisi houkutella ympäristötietoisia asiakkaita tai sopimuksia, vaikka tämä onkin tällä hetkellä niche-idea. Lisäksi viljelmä saa toisen tulovirran (sähkön myynti tai säästöt) satotulojen lisäksi. Eräässä hypoteettisessa esimerkissä, jonka MarketWatch julkaisi, 6 kW:n kotitalouden pystysuora bifacial-järjestelmä voisi tuottaa noin 9 000 kWh/vuosi (hyvissä aurinko-olosuhteissa), mikä $0,16/kWh hinnalla tuottaa noin $1 440 arvon vuodessa solarwa.org. Tämä viittaa hyvään tuottoon ajan myötä, vaikka asennus saattaa maksaa enemmän kuin tavallinen 6 kW järjestelmä. Maatilamittakaavan järjestelmän laskelmissa huomioidaan sekä sähkötulot että mahdollinen vaikutus (positiivinen tai negatiivinen) satotuottoon. Monissa tapauksissa jopa yksinumeroisen prosentin vähennys sadon määrässä voidaan kompensoida energiatuotoilla, erityisesti matalamman arvon hyödykesadoilla.
• Toiminnalliset säästöt: Pystysuora agri-voltaikka voi säästää rahaa toiminnassa useilla tavoilla. Yksi on vähentynyt paneelien puhdistus ja huolto – kuten mainittiin, jos luonto pitää paneelit puhtaampina, kuluu vähemmän rahaa siivoushenkilöstöön tai -robotteihin. Toinen on mahdollisesti pienemmät vakuutus- tai riskikustannukset. Esimerkiksi pystysuorat paneelit ovat vähemmän alttiita vaurioille raskaan lumikuorman vuoksi (yleinen riski kattopaneeleille talvella). Ne voivat myös olla vähemmän alttiita varkauksille tai ilkivallalle, jos ne toimivat samalla kiinteistön turva-aitana. Maatiloilla ne voivat toimia tuulensuojina, mahdollisesti vähentäen tuulivaurioita tietyille kasveille tai eroosiota – hyöty, jota on vaikea rahallistaa, mutta joka on silti todellinen. Toisaalta on huomioitava mahdolliset uudet kustannukset: esim. jos traktorinkuljettaja osuu vahingossa paneeliriviin, voi tulla korjauskuluja, tai jos karja pureskelee johtoja, tarvitaan suojatoimia. Johtamiskäytäntöjen on siis mukauduttava.
• Käyttöikä ja tuotto: Jos pystysuorat bifacial-järjestelmät suunnitellaan ja huolletaan hyvin, niiden pitäisi kestää 25–30 vuotta kuten perinteiset aurinkovoimalat (paneeleilla ja inverttereillä on sama käyttöikä). Kysymys on, heikkeneekö niiden tuotto enemmän vai vähemmän kuin tavallisesti. On spekuloitu, että koska pystysuorat paneelit välttävät kuuminta aurinkoa ja keräävät vähemmän likaa, niiden suorituskyvyn heikkeneminen ajan myötä saattaa olla hitaampaa – mutta pitkän aikavälin dataa ei vielä ole. Jos tämä pitää paikkansa, se voisi tarkoittaa pidempää käyttöikää tai parempaa suorituskykyä myöhempinä vuosina, mikä parantaa sijoituksen tuottoa elinkaaren aikana. Varhaiset omaksujat luottavat myös siihen, että viljelyn ja energian yhdistäminen voi avata uusia tulovirtoja (kuten hiilikrediitit ilmastoälykkäästä maataloudesta tai maksut verkon palveluista, koska niiden tuotantoprofiili on verkkoystävällinen).
• Skaalaedut: Kun pystysuoria projekteja rakennetaan enemmän, valmistajat ja asentajat löytävät todennäköisesti tapoja alentaa kustannuksia. Yritykset optimoivat jo asennusjärjestelmiä – esimerkiksi käyttämällä moduulikehyksiä, joissa on valmiiksi poratut reiät, jotta ne voidaan kiinnittää suoraan tolppiin ilman erillisiä telineitä pv-magazine-usa.com. Tällainen yksinkertaistaminen voi vähentää teräksen käyttöä ja työvoimakustannuksia. Myös bifacial-paneelien hinnat laskevat niiden yleistyessä alalla. Next2Sun, yksi edelläkävijöistä, on tehnyt yhteistyötä paneelivalmistajien kanssa (kuten äskettäinen yhteistyö kiinalaisen Huasunin kanssa) räätälöidäkseen bifacial-moduuleja pystysuoraan käyttöön ja laskeakseen kustannuksia pv-magazine.com. Jos pystysuorien agri-PV-asennusten vuosittaiset määrät kaksin- tai kolminkertaistuvat tulevina vuosina (kuten Euroopassa on tapahtumassa pv-magazine.com), skaalaedut paranevat ja kustannuslisä voi pienentyä. Intersolar Europe 2025 -tapahtuman alan asiantuntijat totesivat, että vauhti kasvaa ja pystysuoria aurinkosähköasennuksia tehdään yhä enemmän, erityisesti markkinoilla kuten Italiassa, Saksassa ja Ranskassa pv-magazine.com – merkki siitä, että kustannusesteitä ylitetään vähitellen kysynnän ja innovaatioiden ansiosta.

Yhteenvetona pystysuorien aurinkopuistojen taloudellinen näkymä on lupaava, mutta tällä hetkellä projektikohtainen. Ne ovat erittäin järkeviä tilanteissa, joissa maa on niukkaa tai kallista, joissa kaksoiskäyttöä arvostetaan suuresti tai joissa aikaperusteinen hinnoittelu palkitsee niiden tuotantoprofiilin. Ne voivat olla vähemmän houkuttelevia pelkästään halvimman kWh-hinnan perusteella paikoissa, joissa on runsaasti halpaa maata ja tarve maksimaaliselle energiantuotannolle (siellä perinteinen aurinkoenergia voi silti voittaa). Kuitenkin teknologian kehittyessä ja useampien tapaustutkimusten osoittaessa niiden arvon – ei vain energian vaan myös oheishyötyjen osalta – voimme odottaa kustannuslaskelman paranevan. On kuvaavaa, että jotkut päättäjät katsovat jo kustannusten ohi; kuten eräs agri-PV:n puolestapuhuja totesi, “jos et tee agri-PV:tä, sinulla ei tule olemaan tulevaisuudessa tarvitsemaasi biomassasatoa”, mikä korostaa, että toimimattomuuden kustannus aurinkoenergian ja maatalouden yhdistämisessä voi olla suurempi ilmastonmuutoksen haastamassa maailmassa sunzaun.com.

Ympäristö- ja sosiaaliset vaikutukset

Pystysuorilla bifacial-aurinkopuistoilla on vaikutuksia myös ympäristöön ja yhteiskuntaan, usein varsin myönteisiä:

• Maan suojelu ja ruokaturva: Mahdollistamalla kaksoiskäytön nämä järjestelmät auttavat välttämään “ruoka vai aurinko” -dilemman. Maatalousmaa voi jatkaa ruoan tuottamista samalla kun se tuottaa puhdasta energiaa. Tämä on ratkaisevan tärkeää uusiutuvan energian laajentamisessa – suuret aurinkovoimalat ovat joillakin alueilla herättäneet huolta siitä, että viljelykelpoinen maa otetaan pois tuotannosta. Agrivoltaikka tarjoaa ratkaisun tähän ristiriitaan. Oregon State Universityn tutkijoiden vuonna 2019 tekemän tutkimuksen mukaan aurinkoenergian ja maatalouden yhdistäminen laajassa mittakaavassa voisi teoriassa tuottaa jopa 20 % Yhdysvaltojen sähköntarpeesta vähäisellä vaikutuksella satotuottoihin, ja samalla luoda yli 100 000 työpaikkaa maaseudulle solarwa.org. Tämä viittaa tulevaisuuteen, jossa maaseutuyhteisöt ovat sekä maatalouden että energian keskuksia, eikä toista tarvitse uhrata toisen vuoksi. Lisäksi maan pitäminen kaksoiskäytössä auttaa säilyttämään maaseutumaisemat ja viljelyperinteet, mikä on sosiaalisesti arvokasta.
• Ilmastonmuutoksen kestävyys: Kuten mainittiin, pystypaneelien osittainen varjostus voi vähentää kasvien lämpöstressiä ja haihtumista, mikä on etu yhä kuumemmassa ja kuivemmassa ilmastossa. On myös hypoteesi, että jakamalla suuret avoimet pellot paneeliriveillä voidaan vähentää tuulieroosiota ja jopa luoda mikrohabitaatteja, joista hyötyvät tietyt hyönteiset tai maaperäeliöt (joissakin agrivoltaikkaratkaisuissa paneelien väleihin istutetaan luonnonkukkia tai kotoperäisiä heiniä pölyttäjien tukemiseksi). Kaikki nämä voivat tehdä maatiloista kestävämpiä ilmasto-olosuhteiden ääri-ilmiöitä vastaan. Energiapuolella aurinkosähkön tuotannon jakautuminen useammalle vuorokauden tunnille (kiitos pystypaneelien) lisää verkon kestävyyttä – se on kuin aurinkoenergian “salkun” monipuolistamista yksittäisen vikaantumisen tai katkokauden riskiä vastaan. Se voi myös vähentää fossiilisen varavoiman tarvetta aikaisin aamulla/illalla, mikä edistää ilmastotavoitteita vähentämällä päästöjä. Yksi ympäristöön liittyvä kompromissi, jota on seurattava, on fyysisten rakenteiden vaikutus villieläimiin: pystyaidat voivat mahdollisesti estää suurten eläinten liikkumista pelloilla (vaikka aitaaminen on jo yleistä maatiloilla). Oikea etäisyys tai eläinystävällinen suunnittelu (kuten pienet aukot tai villieläinkäytävät osioiden välillä) voi olla tarpeen joillakin alueilla.
• Aurinkoenergian pienempi hiilijalanjälki: Bifaciaaliset pystysuorat viljelyratkaisut voivat parantaa aurinkovoimaloiden hiilitasoitusaikaa. Aurinkopaneelien ja terästelineiden valmistuksella on oma hiilijalanjälkensä; yleensä aurinkovoimala “maksaa takaisin” tämän hiilen tuottamalla puhdasta sähköä muutamassa vuodessa. Koska pystysuorat järjestelmät voivat tuottaa suhteellisesti arvokkaampaa sähköä ja välttää tuotannon rajoittamista (eli suurempi osa niiden potentiaalisesta tuotannosta todella hyödynnetään), ne tekevät jokaisen paneelin panoksesta tehokkaamman. Lisäksi, jos ne todella kestävät pidempään tai vaativat vähemmän huoltoa, se vähentää elinkaaren aikaisia päästöjä, jotka liittyvät varaosiin tai huoltotoimiin. Näitä tekijöitä on nyt hieman vaikea kvantifioida, mutta tutkijat selvittävät, miten agrivoltaikka voisi vähentää kokonaispäästöjä paitsi vihreän sähkön kautta myös parantamalla viljelykäytäntöjä (esim. vähemmän traktorin käyttöä, jos varjostus vähentää kastelutarvetta ja näin poltetaan vähemmän dieseliä). Eräs mallinnustutkimus totesi, että pystysuoran aurinkosähkön tuotantoprofiili voisi mahdollistaa kaasukäyttöisten voimaloiden tai varastoinnin pienemmän käytön, mikä epäsuorasti vähentää näistä lähteistä tulevia päästöjä solarwa.org. Laajemmin katsottuna energian integrointi maatalouteen voi tuottaa järjestelmiä, jotka optimoivat maankäytön, veden ja energian yhdessä, mahdollisesti avaten synergioita, jotka vähentävät kasvihuonekaasuja enemmän kuin jos käsittelisimme jokaista osa-aluetta erikseen.
• Yhteisölliset ja taloudelliset vaikutukset: Viljelijöille pystysuoran aurinkovoimalan isännöinti voi tarjota tasaista tuloa (vuokrista tai sähkön myynnistä), joka tasapainottaa huonoja satovuosia tai vaihtelevia viljan hintoja. Tämä voi parantaa maaseudun taloudellista vakautta. Se tekee myös viljelijöistä ja maanomistajista uusiutuvan energian sidosryhmiä, laajentaen puhtaan energian kannattajakuntaa. Saattaa olla myös kulttuurisia hyötyjä; esimerkiksi nuoremmat sukupolvet voivat nähdä huipputeknologisen aurinkovoiman perhetilalla kiinnostavana innovaationa, mikä voi houkutella heitä jatkamaan viljelyä kaupungin töiden sijaan. Joissakin agrivoltaikkahankkeissa on koulutus- tai tutkimusosioita (kuten Rutgersin ja Colorado Staten kohteet), jotka osallistavat opiskelijoita ja paikallisyhteisöjä kestävän kehityksen tutkimukseen pv-magazine-usa.com, sandboxsolar.com. Toisaalta yhteisön hyväksyntä vaatii huolellista käsittelyä – avoin viestintä, visuaalinen suojaus (esim. pensasaidat teiden varsilla, jos paneelien ulkonäkö huolettaa) ja osoitus siitä, että viljely jatkuu vahvana paneelien rinnalla, ovat tärkeitä hyväksynnän saamiseksi.
• Visuaalinen maisema ja kulttuurinen vaikutus: Vaikka pystysuorat aurinkovoimalat muuttavat peltojen ulkonäköä, jotkut katsovat, että niistä voisi tulla hyväksytty osa modernia maatalousmaisemaa, aivan kuten traktoreista tai kastelulaitteista. Japanissa, jossa pystypaneelit alkavat ilmestyä pienille tiloille, eräs suuri sanomalehti totesi niiden ”näyttävän siltä, että ne muuttavat maan maisemaa tulevina vuosina” asahi.com – muutos, mutta sellainen, joka voidaan liittää edistykseen ja innovaatioon. Tälle on ennakkotapaus: tuulivoimalat ovat muuttaneet maaseudun horisonttia viime vuosikymmeninä; nyt ehkä kapeat rivit aurinkopaneeleja täplittävät peltoja. Jos tämä tehdään tyylikkäästi ja sopivassa mittakaavassa, se voidaan integroida ilman, että maisema-arvot kärsivät merkittävästi, mutta tämä on subjektiivista. Jotkut yhteisöt saattavat pitää pystypaneeleista enemmän kuin valtavista aurinkokentistä, koska ne muistuttavat aitaa ja voidaan nähdä osana maatalousympäristöä teollisen lisäyksen sijaan. On mielenkiintoista nähdä, miten julkinen mielipide kehittyy, kun yhä useammat pilottihankkeet muuttuvat täysimittaisiksi toteutuksiksi.

Ytimeltään pystysuorat bifaciaaliset aurinkovoimalat tarjoavat tien kohti kestävämpää maankäyttöä, yhdistäen uusiutuvan energian tavoitteet maatalouden ja ympäristön hoitoon. Ne ovat työkalu ilmastoälykkääseen maatalouteen – tarjoten varjoa ja lisätuloja viljelijöille – sekä uusiutuvan energian laajentamiseen ilman maankäyttökonflikteja. Kuten minkä tahansa innovaation kohdalla, on tärkeää seurata ja lieventää mahdollisia haittavaikutuksia (olivatpa ne sitten biodiversiteettiin, maisemaan tai maatilan toimintaan liittyviä), mutta tähän mennessä kokemukset useista maista viittaavat pääosin myönteiseen profiiliin. Keskeistä on tiedon jakaminen ja yhteisöjen osallistaminen, jotta näiden järjestelmien kanssa elävät ihmiset kokevat ne hyödyllisiksi lisäyksiksi ympäristöönsä.

Pystysuorien ja perinteisten aurinkopaneelikenttien vertailu

On hyödyllistä verrata suoraan pystysuoria bifaciaalisia aurinkovoimaloita ja perinteisiä vaakasuoria (tai kallistettuja) aurinkovoimaloita, jotta ymmärretään niiden vahvuudet ja heikkoudet:

• Suuntaus & energiantuotanto: Perinteiset aurinkopaneelikentät ovat tyypillisesti kiinteästi asennettuja kohti päiväntasaajaa (esim. pohjoisella pallonpuoliskolla etelään ~20–40° kulmassa) tai käyttävät yksittäisakselisia seurantalaitteita, jotka seuraavat aurinkoa idästä länteen maksimoidakseen altistuksen. Näiden suunnittelun tavoitteena on kerätä mahdollisimman paljon auringonvaloa päivän aikana, mikä johtaa tuotantokäyrään, joka huipentuu jyrkästi keskipäivällä. Pystysuorat kentät luopuvat yläpuolelta tulevan auringonvalon keräämisestä saadakseen matalalta tulevan auringonvalon sekä idästä että lännestä. Tämä tarkoittaa tasaisempaa, laajempaa tuotantokäyrää, jossa on kaksi huippua (aamulla/illalla) ja suuri notkahdus keskipäivällä solarwa.org. Kokonaisenergian suhteen hyvin optimoitu perinteinen kenttä tuottaa yleensä enemmän kWh asennettua kW:ta kohden kuin pystykenttä, erityisesti kesällä. Pystykentän tuotanto voi kuitenkin olla hyödyllisempää sähköverkolle sellaisenaan. Ajattele näin: vaakasuora kenttä on kuin pikajuoksija (energiapiikki keskipäivällä), kun taas pystykenttä on enemmän maratoonari (tasainen energia pitkin päivää).
• Kausittainen suorituskyky: Talvella, kun aurinko on matalalla, etelään kallistetut paneelit voidaan asettaa jyrkkään kulmaan, jotta ne saisivat paremmin kiinni heikon auringonvalon, kun taas pystysuorat paneelit (itä-länsi) saavat jonkin verran auringonpaistetta aamulla ja iltapäivällä, jos aurinko nousee/laskee tarpeeksi etelässä. Jos lumi peittää maan, etelään kallistetut paneelit saattavat silti saada suoraa auringonvaloa (jos ne eivät itse ole lumen peitossa), mutta pystysuorat paneelit ovat täysin kohtisuorassa talviaurinkoon keskipäivän aikaan (eli aurinko osuu niiden reunaan). Pelkästään geometrisesta näkökulmasta etelään suunnatulla paneelilla on etu talvituotannossa. Ota kuitenkin huomioon lumipeite: pystysuora paneeli pysyy todennäköisesti lumettomana ja hyötyy myös maassa olevasta heijastavasta lumesta, kun taas kallistettu paneeli saattaa jäädä lumen peittoon myrskyn jälkeen, kunnes se puhdistetaan. Alueilla, joilla lunta on usein, pystysuorat järjestelmät voivat itse asiassa tuottaa enemmän talvikaudella juuri tästä syystä, kuten on havaittu testitapauksissa, joissa pystysuorat rivit tuottivat enemmän kuin kallistetut lumisina päivinä sunzaun.com. Pilvisellä talvisäällä molemmat järjestelmät tuottavat vähän, mutta pystysuora voi saada enemmän hajavaloa molemmilta puolilta. Kesällä perinteiset paneelit voittavat selvästi keskipäivällä (kun aurinko on korkealla), mutta pystysuorat paneelit voivat pärjätä suhteellisesti paremmin aikaisin ja myöhään pitkinä kesäpäivinä. Kausivertailu riippuu siis todella leveysasteesta ja ilmastosta. Huomionarvoinen esimerkki: korkean leveyspiirin alueilla, joilla on lunta, pystysuorat bifacial-paneelit tuottivat merkittävästi talvella heijastusten ansiosta, kun taas monet kiinteäkulmaiset järjestelmät olivat käyttämättöminä lumen alla asahi.com.
• Maan käyttö & tiheys: Perinteiset aurinkovoimalat kattavat usein laajoja yhtenäisiä alueita; käytännössä siellä missä paneelit ovat, maa niiden alla ei yleensä ole käytettävissä (se jää vahvasti varjoon ja täyttyy tukirakenteista). Joillakin tiloilla aluetta käytetään lampaiden laiduntamiseen tai luonnonkukkien istuttamiseen (pölyttäjien tukemiseksi), mutta riviviljely ei yleensä onnistu paneelien peittämällä maalla. Pystysuorat voimalat käyttävät maata kaistoina – itse paneelit vievät vain pienen osan peltoalasta (usein alle 5–10 %, riippuen riviväleistä). Loput maasta saa auringonvaloa ja sadetta ja voidaan siten käyttää maatalouteen tai jättää avoimeksi tilaksi. Pelkän kapasiteetin suhteen per hehtaari tiiviisti rakennettu perinteinen voimala voi asentaa esimerkiksi 30 MW neliökilometrille, kun taas pystysuora voimala samalla alueella, rivivälien vuoksi, voi asentaa paljon vähemmän kapasiteettia (ehkä noin 10 MW, jos rivit ovat kaukana toisistaan viljelyä varten). Kuitenkin tuo 10 MW on lisäys siihen, mitä maa tuottaa satoina, kun taas 30 MW voimala syrjäyttää viljelyn kokonaan. Joten vain energia -käytössä perinteinen voittaa watteina per hehtaari; yhdistetyssä tuotannossa (ruoka + energia) pystysuora voittaa. Lisäksi pystysuorat paneelit voivat hyödyntää reuna-alueita, joita perinteiset paneelit saattavat jättää huomiotta – esimerkiksi peltojen kapeat reunat, kastelukanavien varret, teiden pientareet jne. Näissä paikoissa kapasiteetin vertailu per hehtaari on turhaa, koska perinteisiä voimaloita ei rakennettaisi sinne lainkaan.
• Ylläpito ja käyttö: Molemmat järjestelmät vaativat ylläpitoa (invertterien tarkistukset, paneelien puhdistus, kasvillisuuden hallinta paneelien alla jne.). Perinteisillä tiloilla paneeleihin kertyy joskus pölyä, erityisesti jos paneelit ovat matalassa kulmassa (lika ei valu helposti pois) – puhdistus voi olla merkittävä tekijä aavikoilla tai kuivilla alueilla. Kuten mainittiin, pystysuorilla paneeleilla on itsepuhdistuvia etuja solarwa.org. Perinteisillä tiloilla huoltoajoneuvojen pääsy voi olla helpompaa (koska niissä on usein selkeät käytävät ja tasaisempi asettelu), kun taas pystysuorat rivit voivat olla kirjaimellisesti aidattuja rivejä, joihin pääsee päästä tai omia polkuja pitkin. Jos pystysuora rivi on integroitu aitaan, huolto voi kuitenkin olla niinkin yksinkertaista kuin aidan tarkastaminen, mikä on suoraviivaista. Kasvien tai eläinten läsnäolo monimutkaistaa pystysuoran tilan huoltoa hieman – et voi ajaa minne tahansa, vaan sinun täytyy ottaa huomioon kasvit tai sovittaa toimet tilan aikatauluun. Perinteisillä tiloilla kasvillisuus pidetään yleensä matalana (joskus lampaiden laidunnuksella tai niittämällä) varjostuksen välttämiseksi; pystysuorilla tiloilla täytyy estää korkeiden kasvien paneelien peittäminen, mutta jos juuri kyseinen kasvi on arvokas, sitä ei leikata – valitaan yhteensopivat kasvit. Pystysuorilla tiloilla on myös enemmän reunaa villieläimille – linnut tai jyrsijät voivat liikkua paneelien ympärillä eri tavalla kuin avoimella pellolla. On vielä epäselvää, onko pystysuorilla riveillä enemmän vai vähemmän tuholaisia (jotkut viljelijät pelkäävät, että linnut saattavat istua paneelien päällä ja jättää jätöksiä, mutta tätä voi tapahtua missä tahansa rakenteessa).
• Energiavarastoinnin tarve: Yksi pystysuorien tilojen mainostetuista eduista on akkujen tarpeen vähentäminen aurinkoenergian siirtämiseksi myöhemmäksi päivällä solarwa.org. Verkko, jossa on vain perinteistä aurinkoa, saattaa tarvita paljon varastointia tai huippukuormavoimaloita toimittaakseen sähköä illalla auringon laskettua. Verkko, jossa on myös pystysuoraa aurinkoa, tuottaa enemmän sähköä luonnostaan myöhäisempään aikaan. Perinteiset tilat voivat toki ratkaista tämän ylimitoittamalla ja lisäämällä varastointia, mutta lisäkustannuksin. Jos kuvitellaan 100 MW perinteinen aurinkotila ja 100 MW pystysuora aurinkotila: perinteinen tuottaa valtavasti sähköä keskipäivällä (ehkä osa menee hukkaan tai myydään halvalla) ja ei mitään klo 18; pystysuora tuottaa vaatimattomammin keskipäivällä, mutta edelleen jonkin verran klo 18, kun perinteinen on nollassa. Perinteinen saattaa tarvita esimerkiksi 25 MW akun siirtämään osan keskipäivän energiasta iltaan, kun taas pystysuora pärjää pienemmällä akulla tai ilman, koska tuotanto jatkuu luonnostaan iltaan. Siksi energiantuotannon suunnittelijat näkevät pystysuoralla PV:llä roolin verkkojen tasapainottamisessa. Se on melkein kuin sisäänrakennettu ”seurantalaite”, joka seuraa energiantarvetta auringon sijainnin sijaan.
• Monimutkaisuus ja joustavuus: Perinteinen aurinkovoima on tällä hetkellä hyvin hiottu järjestelmä – tuhannet asentajat osaavat asentaa sen, kustannukset ovat hyvin tiedossa ja suorituskyky on erittäin ennustettavaa. Pystysuorat aurinkovoimalat ovat uudempi ilmiö; harvemmilla yrityksillä on niistä kokemusta, ja jokainen kohde saattaa vaatia räätälöityjä säätöjä (maaperän olosuhteet, optimaalinen riviväli jne.). Yritykset kuten Sunzaun, Next2Sun ja muut tarjoavat kuitenkin nyt esisuunniteltuja ratkaisuja pystyrakenteisiin, mikä vähentää monimutkaisuutta käyttäjille solarwa.org. Perinteinen aurinkovoima voidaan asentaa myös seurantalaitteisiin tuotannon laajentamiseksi (seurantalaitteet seuraavat aurinkoa, tuottaen enemmän energiaa aamulla ja iltapäivällä kuin kiinteä kallistus), mutta seurantalaitteet lisäävät liikkuvia osia ja huoltotarvetta. Pystysuorat järjestelmät saavuttavat samanlaisen laajan tuotannon ilman liikkuvia osia, mikä on niiden etu. Toisaalta pystysuorat järjestelmät ovat vähemmän joustavia tietyssä mielessä: kallistusta ei voi säätää kausittain eikä aurinkoa seurata – ne ovat kiinteitä rakenteeltaan. Perinteiset kiinteästi kallistetut järjestelmät voidaan ainakin optimoida leveysasteen (kulman) mukaan tai säätää pari kertaa vuodessa, jos halutaan hienosäätää talvi- ja kesäkulmaa. Käytännössä kuitenkin useimmat aurinkovoimalat pysyvät yhdessä kallistuksessa ympäri vuoden.

Vertailun havainnollistamiseksi: saksalainen energia-asiantuntija kuvaili pystysuoraa agri-PV:tä generaattoriksi, joka on suunnattu itä-länsi -suuntaan, ilman perinteisen PV:n suurta keskipäivän huippua pveurope.eu. Hän totesi, että tämä tuottaa “vähemmän käyttökonflikteja, paremman sähkön kysynnän kattavuuden ja pienemmät varastointitarpeet” energiayhteiskunnalle pveurope.eu. Samaan aikaan perinteinen aurinkovoimakehittäjä saattaa väittää, että jos maata on saatavilla ja halutaan vain maksimaalinen megawattituntimäärä, perinteinen asettelu (ehkä yhdistettynä akkuun) voi olla yksinkertaisempi ja halvempi. Molemmille lähestymistavoille on paikkansa, eivätkä ne sulje toisiaan pois – tulevaisuuden aurinkovoimalat saattavat sisältää molempia tyyppejä, joista osa paneeleista on pystysuorassa reunoilla ja toiset perinteisesti pellon keskellä, jolloin maankäyttö ja energiantuotto optimoidaan yhdessä.

Yhteenvetona, perinteiset aurinkopaneelikentät ovat erinomaisia energian kokonaistuotannossa ja niillä on etumatkaa kustannuksissa ja mittakaavassa, mutta pystysuorat bifacial-kentät tarjoavat ylivoimaisen maankäytön tehokkuuden kaksoiskäyttöön sekä verkkoystävällisemmän tuotantoprofiilin. Valinta riippuu projektin tavoitteista: jos maan yhteiskäyttö ja verkkoarvon parantaminen ovat etusijalla, pystysuora on erittäin houkutteleva; jos maksimaalinen tuotanto ja alhaisin hinta ovat tärkeintä, perinteinen pysyy vahvana. Energiamaiseman kehittyessä (ja kun aurinkovoimaa integroidaan enemmän verkkoihin), pystysuoran lähestymistavan arvo odotetaan kasvavan.

Nykyiset käyttöönotot ja pilottihankkeet maailmanlaajuisesti

Pystysuorat bifacial-aurinkovoimalat ovat siirtyneet konseptista todellisuuteen lukuisissa pilottihankkeissa ja jopa kaupallisissa käyttöönotossa ympäri maailmaa. Vuonna 2025 tässä on joitakin merkittäviä käyttöönottoja ja tapaustutkimuksia, jotka osoittavat, miten teknologiaa sovelletaan:

• Saksa & Keski-Eurooppa: Saksa on ollut edelläkävijä vertikaalisessa agri-PV:ssä. Startup-yritys Next2Sun, perustettu vuonna 2015, rakensi yhden Euroopan ensimmäisistä ja suurimmista pystysuorista bifacial-tiloista. Vuonna 2020 he toteuttivat merkittävän 4,1 MW:n pystysuoran agri-PV-asennuksen Donaueschingen-Aasenissa (Baden-Württemberg) – riveittäin bifacial-paneeleja viljelysmaalla next2sun.com. Tämän jälkeen Next2Sun laajensi projekteja naapurimaihin: esimerkiksi 1,9 MW:n laitos Neudorfissa, Itävallassa (käyttöönotettu 2022), jossa kurpitsa- ja soijapapuviljely yhdistyy pystypaneeleihin pv-magazine.com. Kyseinen itävaltalainen kohde on tuottanut arvokasta dataa; viljelijät Peter Gsell ja Josef Gründl, jotka omistavat järjestelmän, raportoivat, että paneelien läsnäolo ei merkittävästi muuttanut maaperän kosteutta, oli vuosi sitten kuiva tai märkä pv-magazine.com, ja sadonkorjuuajat olivat suunnilleen samat kuin tavanomaisilla pelloilla (pienellä pidennyksellä joillekin kasveille, kuten soijalle) pv-magazine.com. He korostivat myös vähäistä ylläpitoa – vuodesta 2022 lähtien paneeleja ei ole tarvinnut puhdistaa, sillä sade ja lumi ovat pitäneet ne puhtaina pv-magazine.com. Eurooppalainen kiinnostus kasvaa nopeasti: Next2Sunin johtajat kertoivat Intersolar Europe 2025 -tapahtumassa, että heidän vuosittaiset asennuksensa kaksinkertaistuivat 40 MW:iin vuonna 2024 (20 MW edellisvuonna) kysynnän kasvaessa Saksassa, Ranskassa ja Italiassa pv-magazine.com. Ranskassa ja Italiassa, joissa on maankäytön rajoitteita ja agri-PV:tä edistävää politiikkaa, on useita koepaikkoja ja suunnitteilla kymmeniä megawatteja pystysuoraa aurinkosähköä viinitarhoihin ja viljapelloille. Pohjois-Euroopassa (Alankomaat, Belgia), missä maitotilat ja avoimet pellot ovat yleisiä, kokeillaan pystysuoria aurinkoaidanteita energian tuottamiseen ilman, että laiduntavat lehmät häiriintyvät. Jopa lumisessa Sveitsissä pystypaneelit on integroitu moottoritien meluvalleihin (A13-moottoritie) sekä melun vähentämiseksi että sähköntuotantoon ympäri vuoden 8msolar.com.
• Yhdysvallat: Yhdysvallat on ottanut agrivoltaisen trendin käyttöön hieman viiveellä, mutta kirii nopeasti kiinni vuosina 2024–2025. Yksi merkkipaaluista on hanke Burlingtonissa, Vermontissa, jossa Next2Sun teki yhteistyötä yhdysvaltalaisen iSun-yrityksen kanssa rakentaakseen maan ensimmäisen kaupallisen pystysuoran agrivoltaisen järjestelmän pveurope.eu. Rakentaminen alkoi vuonna 2024, 1,5 hehtaarin alueella, jolle tulee 69 riviä bifasiaalipaneeleja, rivivälin ollessa noin 30 jalkaa (9,1 m), ja rivien väliin viljellään vihanneksia kuten porkkanaa ja punajuurta pveurope.eu. iSunin toimitusjohtaja Jeff Peck sanoi, että pystysuora järjestelmä säilyttää “arvokkaan maan… lähes kokonaan” maataloudelle, osoittaen järjestelmän sopeutumiskyvyn viljelijöiden tarpeisiin pveurope.eu. Tämä Vermontin hanke on merkittävä proof-of-concept laajemmille kaksoiskäyttötiloille Yhdysvalloissa. Samaan aikaan tutkimus- ja pilottiasennuksia ilmestyy: Coloradon osavaltionyliopiston maatalouden tutkimusalueelle asennettiin pystysuoria bifasiaalipaneelirivejä (Sunzaunin telineillä) vuonna 2024, ja siellä onnistuttiin kasvattamaan maissia tavanomaisilla maatalouskoneilla rivien välissä sandboxsolar.com. New Jerseyssä Rutgersin yliopisto asensi 170 kW pystysuoran järjestelmän tutkimusmaatilaansa, osavaltion Clean Energy Programin tukemana, tutkiakseen vaikutuksia rehukasveihin ja karjan laiduntamiseen paneelien joukossa pv-magazine-usa.com. Tässä hankkeessa on jopa eläinsuojia ja juottopisteitä paneelirivien alla, jotta järjestelmä integroituu karjatalouteen pv-magazine-usa.com. Pienemmässä mittakaavassa jotkut yhdysvaltalaisviljelijät ovat itse rakentaneet “aurinkoaidat” – esimerkiksi Coloradossa (Spring Hill Greens) maatila muutti 26 kW bifasiaalisen aidan kasvihuoneiden väliin täyttääkseen energiatarpeensa menettämättä viljelyalaa solarwa.org. Alan toimijat kuten Helge Biernath Sunzaunilta ovat aktiivisesti edistäneet pystysuoraa agrivoltaisuutta podcasteissa ja webinaareissa, huomauttaen, että Eurooppa ja Aasia ovat edellä, mutta Yhdysvaltojen kiinnostus kasvaa nopeasti, kun ihmiset tunnistavat maankäytön hyödyt sunzaun.com. Itse asiassa jotkut yhdysvaltalaiset aurinkovoimakehittäjät näkevät nyt agrivoltaisuuden keinona helpottaa aurinkohankkeiden yhteisöhyväksyntää – esittämällä ne maatalouden parannuksina rathesimerkiksi korvausten sijaan. Lightstar Renewables ilmoitti esimerkiksi agrivoltaisista hankkeista (esim. Massachusettsissa), joissa pystysuorat paneelirivit mahdollistavat maatalouden jatkumisen ja jopa parantavat pölyttäjien elinympäristöä, pyrkien näyttämään paikallisille yhteisöille erilaisen aurinkovoimalamallin igrownews.com.
• Japani & Itä-Aasia: Japani otti varhain käyttöön auringonjakamisen (agrivoltaics) konseptin pakon edessä – rajallinen maa-ala ja tarve elvyttää maatalousyhteisöjä. Japanin ensimmäiset pystysuorat aurinkopaneelikokeilut ovat yli vuosikymmenen takaa asahi.com, mutta vasta viime aikoina bifacial-paneelit ovat tehneet lähestymistavasta tehokkaamman. Ashikaga Cityn riisipeltoprojekti (mainittu aiemmin) on tästä esimerkki: Sharing Farm -nimisen yrityksen toukokuussa 2024 asentama laitos on yksi ensimmäisistä laatuaan Japanissa modernilla bifacial-tekniikalla asahi.com. Paneelit seisovat kuin väliseinärivit riisipellolla, ja dronella kuvattu video riisinkylvökoneesta pujottelemassa paneelirivien välissä levisi laajalle, osoittaen miten maatilan toiminta voi jatkua asahi.com. Se, että riisisato laski vain 5 %, teki vaikutuksen moniin tarkkailijoihin asahi.com, ja projekti myy aurinkosähkön Marubeni Corporationille verkkoon asahi.com. Japanilaiset asiantuntijat odottavat tällaisten järjestelmien yleistyvän, erityisesti pohjoisilla alueilla kuten Hokkaidossa, missä runsas lumisade voi lamauttaa perinteiset aurinkopaneelit asahi.com. JPEA:n (Japan Photovoltaic Energy Association) edustaja arvioi pystypaneelien asennusten kasvavan 20–30 % vuodessa, pääosin juuri näillä lumisilla alueilla asahi.com. Japanin lisäksi muut Aasian maat tutkivat pystysuoraa agrivoltaikkaa: Etelä-Koreassa ollaan kiinnostuneita pystypaneelien käytöstä riisipeltojen reunoilla (Etelä-Korea on jo rakentanut kuuluisan 20 mailin aurinkopaneelikatetun pyörätien, tosin se oli perinteisempää aurinkotekniikkaa). Kiinassa valtaosa aurinkosähköstä on perinteistä, mutta tutkijat ovat testanneet pystysuoria bifacial-järjestelmiä aavikoilla hyödyntäen vaaleiden hiekan korkeaa albedoa paneelien takapuolen tuottoon solarwa.org. Huomionarvoista on, että jotkut kiinalaiset valmistajat tuottavat nyt bifacial-paneeleja, jotka on optimoitu pystyasennukseen, ennakoiden tällaisille järjestelmille maailmanlaajuista kysyntää pv-magazine.com. Voimme odottaa, että Aasian tiheästi asutut ja korkeilla leveysasteilla sijaitsevat maat (Japani, Etelä-Korea, osat Kiinasta) ovat otollista maaperää pystysuorille aurinkovoimaloille tulevina vuosina.
• Muut alueet: Kuivilla alueilla, kuten Lähi-idässä tai Pohjois-Afrikassa, pystysuoria bifasiaalipaneeleja voitaisiin käyttää varjorakenteina, jotka toimivat samalla aurinkosähkön tuottajina – esimerkiksi luomalla varjostettuja kanavia tai polkuja. Vaikka nämä eivät ole varsinaisia ”tiloja”, kyseessä olisivat pystysuorat asennukset veden haihtumisen vähentämiseksi (samanlainen ajatus kuin kanavien peittäminen aurinkopaneeleilla, jota Intia ja Kalifornia ovat kokeilleet tasopaneeleilla). Euroopassa, Saksan lisäksi, maat kuten Italia investoivat agri-voltaikkaan suojellakseen viinitarhoja ja hedelmätarhoja äärimmäiseltä auringolta ja rakeilta – joissakin italialaisissa hankkeissa käytetään korotettuja paneeleja, mutta pystysuoria harkitaan myös, kun se on sopivaa (esim. hedelmätarharivien varrella). Afrikalla on valtava aurinkopotentiaali, ja pystysuorat järjestelmät voisivat löytää paikkansa yhteisöviljelyhankkeissa, joissa sekä kastelun (aurinkopumppauksen avulla) että sadon suojelun tarjoaminen on arvokasta. Esimerkiksi eräs itäafrikkalainen startup tutkii agro-aurinkoaitoja, joilla pidetään elefantit poissa pelloilta ja tuotetaan samalla sähköä kylille – luova kaksoistarkoitus pystysuorille aurinkoaitoille.

Nämä käyttöönotot osoittavat kaavan: pienemmät pilottihankkeet (usein alle muutama sata kW) konseptin testaamiseksi, joita seuraavat suuremmat kaupalliset hankkeet (useita MW), kun luottamus kasvaa. Vuoteen 2025 mennessä pystysuorat aurinkotilat eivät ole enää vain kokeellisia. Pelkästään Saksassa on kymmeniä megawatteja toiminnassa; Yhdysvalloissa on käynnissä vankkoja demonstraatioita; Japani on omaksunut ajatuksen tulevaisuuden maisemaansa varten. Alan toimijat tekevät yhteistyötä yli rajojen – Vermontin hanke on suora saksalaisen teknologian siirto Yhdysvaltoihin, ja japanilaiset yritykset ovat vierailleet eurooppalaisilla kohteilla oppimassa parhaita käytäntöjä. Agri-voltaikka-konferensseissa pystysuorat järjestelmät ovat nyt usein keskeinen kategoria (esim. AgriVoltaics 2024 -konferenssissa Saksassa oli kokonainen ”Vertical PV” -tekninen kierros agrivoltaics-conference.org).

Asiantuntijakommentit korostavat näiden käytännön hankkeiden merkitystä. ”Aurinkosähköpaneelien tuominen maatalousmaille lähelle kaupunkikeskuksia voisi vähentää tarvetta rajoittaa energiantuotantoa,” totesi Helge Biernath viitaten Kalifornian aurinkoenergian ylituotanto-ongelmiin ja siihen, miten hyödyllistä on tuottaa sähköä lähellä kulutuskohteita sunzaun.com. Hän huomautti myös, että Euroopan etumatka johtuu osittain siitä, että siellä ”on vähemmän maata” ja on täytynyt keksiä älykkäitä tapoja hyödyntää tilaa sunzaun.com. Nyt, kun konkreettisia onnistumisia on saavutettu, yhä useammat tahot – viljelijöistä energiayhtiöihin – kiinnittävät asiaan huomiota. On kuvaavaa, että jopa päättäjät ja tutkijat ovat lähteneet mukaan: Saksan Fraunhofer ISE on perustanut oman agrivoltaisen startupin (Diveo GmbH) auttamaan järjestelmien, myös pystysuorien, käyttöönotossa pv-magazine.com, ja hallitukset rahoittavat tutkimuksia sääntelyn ja suorituskykymallien kehittämiseksi (kuten DOE Yhdysvalloissa ja useat EU:n rahoittamat pilottihankkeet). Tähänastiset kansainväliset tapaustutkimukset viittaavat siihen, että paikallisiin tarpeisiin (viljelykasvit, sääolosuhteet jne.) oikein sopeutettuna pystysuorat aurinkovoimalat voivat menestyä monenlaisissa ympäristöissä.

Tulevaisuuden näkymät ja innovaatiot

Tulevaisuutta ajatellen pystysuorat aurinkovoimalat bifacial-paneeleilla näyttävät olevan merkittävässä kasvussa ja kehityksessä. Tässä muutamia keskeisiä tulevaisuuden trendejä ja innovaatioita, joita kannattaa seurata:

• Laajentaminen ja valtavirran käyttöönotto: Se, mikä alkoi pienen piirin käsitteenä, on nyt kaupallisen laajentumisen kynnyksellä. Alan analyytikot ennustavat agrivoltiikan nopeaa kasvua yleisesti – Global Market Insightsin raportti arvioi agrivoltiikkamarkkinoiden arvoksi 6,3 miljardia dollaria vuonna 2024 ja ennustaa tasaista kasvua 2020-luvulla gminsights.com. Merkittävä osa tästä voi olla pystysuoria järjestelmiä, niiden houkuttelevuuden vuoksi. Saksassa pystysuora agri-PV siirtyy pilottivaiheesta politiikan tukemaan käyttöönottoon; hallituksen vuoden 2023 uusiutuvan energian tiekartta sisällyttää agrivoltiikan nimenomaisesti keskeiseksi strategiaksi aurinkoenergian laajentamisessa ilman maankäyttökonflikteja roedl.com. Saatamme nähdä erityisiä kannustimia (syöttötariffeja tai bonuspisteitä) agrivoltiikkahankkeille useammilla lainkäyttöalueilla, mikä nopeuttaa käyttöönottoa. Japanissa odotetaan pystypaneelien 20–30 %:n vuotuista kasvua (pääasiassa lumisilla alueilla) asahi.com, mikä viittaa nopeaan kasvuun. Jos nämä kasvuvauhdit pitävät, viiden vuoden sisällä pystysuorat maatilat voivat muodostaa huomattavan osan uusista aurinkokapasiteetin lisäyksistä näillä markkinoilla. Myös Yhdysvaltojen Inflation Reduction Act (IRA) sisältää säännöksiä ja rahoitusta, jotka voivat kattaa agrivoltiikka-asennuksia (esimerkiksi USDA:n maaseudun energiaohjelmien ja DOE:n apurahojen kautta), mikä saattaa epäsuorasti vauhdittaa pystysuoria hankkeita. Uusien yritysten perustaminen (kuten Fraunhoferin tukema Diveo Saksassa pv-magazine.com) ja kumppanuudet (esimerkiksi moduulivalmistaja Huasunin yhteistyö Next2Sunin kanssa kehittyneiden bifacial-paneelien toimittamiseksi pv-magazine.com) todennäköisesti virtaviivaistavat näiden järjestelmien toimitusketjua ja osaamista.
• Teknologian parannukset: Odotettavissa on, että paneelitekniikka kehittyy entisestään pystysuoraan käyttöön optimoituna. Nykyisten bifacial-paneelien bifacialiteetti (takapuolen hyötysuhde suhteessa etupuoleen) on noin 70–95 %. Uudet mallit, erityisesti heteroliitoskennoilla, saavuttavat yli 95 % bifacialiteetin pv-magazine.com, mikä tarkoittaa, että takapuoli on lähes yhtä tehokas kuin etupuoli. Tämä maksimoi käytännössä pystypaneelin mahdollisuudet hyödyntää heijastunutta valoa. Saatamme myös nähdä bifacial-paneeleja, jotka ovat jossain määrin läpinäkyviä (päästävät enemmän valoa kasveille) tai paneeleja, jotka voivat muuttaa läpinäkyvyyttään. Toinen innovaatio voisi olla integroidut heijastimet tai diffuusorit: esimerkiksi pienet heijastimet paneelien alaosassa ohjaamassa enemmän valoa takapuolelle matalan auringon olosuhteissa. Eräässä tutkijoiden konseptissa pystysuorat itä-länsi-bifacial-paneelit on varustettu säädettävillä heijastimilla maassa talvituoton lisäämiseksi couleenergy.com – eräänlainen hybridi keskittävän aurinkosähkön ja pystysuoran PV:n välillä. Myös materiaalit kehittyvät: heijastusta vähentävät pinnoitteet, jotka minimoivat häikäisyn (tärkeää, jos paneelit ovat teiden varsilla tai lähellä koteja), sekä likaantumista estävät pinnoitteet, jotka vähentävät pölyn tarttumista entisestään.
• Älykkäämpi suunnittelu & optimointi: Pilottihankkeista saadun datan myötä insinöörit osaavat yhä paremmin mallintaa pystysuorien bifacial-paneelien suorituskykyä. Aluksi tavalliset PV-simulaatiotyökalut eivät kyenneet tarkasti ennustamaan pystysuorien bifacial-rivien energiantuottoa (epätavallisen geometrian ja albedon vuoksi) sandboxsolar.com. Nyt yritykset ja tutkijat hienosäätävät näitä malleja huomioiden esimerkiksi paikalliset sääolosuhteet, tarkan maan heijastavuuden, rivivälit jne. Voimme odottaa, että suunnitteluohjelmistoja kehitetään erityisesti agrivoltaikkaan, mahdollistaen räätälöidyn optimoinnin: esimerkiksi ohjelmisto voi ehdottaa ihanteellisen paneelikorkeuden, rivivälin ja suuntauksen tietylle kasville ja leveysasteelle, jotta kasvu ja energiantuotto tasapainottuvat. Myös pystysuorien paneelien seuranta on kehitteillä – se kuulostaa epäintuitiiviselta, mutta paneeli voisi kesällä kallistua hieman tai kääntyä säätämään kulmaansa. Joissakin kokeellisissa järjestelmissä käytetään “dynaamista” pystysuoraa asettelua, jossa paneeli voi pyöriä 20–30° itään tai länteen tarpeen mukaan (enemmän monimutkaisuutta, mutta mahdollisesti suurempi vuosituotto). Monet alan toimijat kuitenkin uskovat, että yksinkertaisuus on avain, ja kiinteä pystysuora bifacial on riittävän kestävä ratkaisu.
• Integraatio energian varastoinnin ja verkon kanssa: Kun pystysuorat aurinkovoimalat yleistyvät, niitä tullaan todennäköisesti yhdistämään akkuvarastointiin vakaamman sähkönsaannin luomiseksi. Vaikka ne vähentävät varastoinnin tarvetta hajauttamalla tuotantoa, jonkin verran varastointia paikan päällä voi auttaa siirtämään ylimääräistä aamuenergiaa iltahuipulle tai tarjoamaan sähköä pilvisinä päivinä. Startup Diveo (Fraunhofer ISE:stä) pyrkii nimenomaan yhdistämään agri-voltaikkan ja akkujärjestelmät, luoden hybridivoimaloita maatiloille pv-magazine.com. Saatamme nähdä viljelijöiden käyttävän aurinko+akku -ratkaisuja paitsi sähkön myyntiin, myös kastelupumppujen pyörittämiseen ajastuksella, joka vastaa aurinkotuotantoa (säästäen vettä ja energiaa). Verkkotasolla, jos monet pystysuorat voimalat tulevat verkkoon, verkko-operaattorit ottavat niiden tuotantoprofiilit huomioon suunnittelussa. Tämä voi johtaa aurinkovoimaloihin verkkoresursseina, jotka tarjoavat jännitetukea aamuin/illoin ja täydentävät tuuli- tai perinteistä aurinkovoimaa. Käytännössä pystysuora aurinko voi auttaa lieventämään kuuluisaa “ankkakäyrää” (jossa nettokysyntä laskee keskipäivällä ja nousee yöllä) täyttämällä ankan vatsan ja loiventamalla sen kaulaa.
• Laajempi käyttöalue: Tulevaisuudessa pystysuoria bifacial-paneeleja saatetaan nähdä paikoissa, joita emme ole vielä pitäneet tavanomaisina. Esimerkiksi kaupunkiviljely – katoille voidaan asentaa pystysuoria aurinkopaneelirivejä, joiden välissä on kasvihuoneviljelyä. Tätä on kokeiltu pienessä mittakaavassa: pystysuorat paneelit tasakatoilla voivat yllättäen tuottaa paremmin kuin kallistetut lumisissa kaupungeissa, koska pystyt jatkavat tuotantoa talvella, kun kallistetut peittyvät lumeen pv-magazine.com. Siksi kaupunkiasennuksissa voidaan ottaa käyttöön pystysuorat paneelit katoilla optimoimaan talvituotantoa ja vapauttamaan kattotilaa muuhun käyttöön (kuten IV-laitteille tai kattopuutarhoille, jotka voivat sijaita pystyrivien välissä). Toinen mahdollinen alue on kasvihuoneintegraatio: bifacial-paneelien asentaminen pystysuoraan kasvihuoneiden sivuille tai kaistoina kasvihuoneen seiniin, jolloin ne tuottavat energiaa mutta päästävät silti riittävästi valoa kasveille. Ajattele myös aquavoltaikkaa – pystysuoria paneeleja kalankasvattamoissa tai lammikoissa, joissa ne toimivat väliseininä, tuottavat sähköä ja ehkä tarjoavat varjoa, jota tietyt vesiviljelylajit suosivat.
• Politiikka ja markkinanäkymät: Päättäjät ovat yhä tietoisempia agri-voltaikasta. EU:n maatalouspolitiikan keskusteluissa on pohdittu, että kaksoiskäyttötilat olisivat tukikelpoisia (jotta viljelijöitä ei rangaistaisi aurinkopaneelien asentamisesta pelloilleen). Yhdysvalloissa esimerkiksi Massachusettsin ja New Jerseyn osavaltiot laativat selkeitä ohjeita kaksoiskäytölle, jotta viljelijät voivat saada uusiutuvan energian hyvityksiä ja pitää maan maataloustuotannossa. Voimme odottaa lisää virallisia standardeja ja parhaiden käytäntöjen julkaisemista – esimerkiksi, minkä korkuisia paneelien tulisi olla eri laitteille, miten satojen vaikutukset mitataan tarkasti jne. Myös järjestelmien sertifiointi on askel: Sunzaunin pystysuora järjestelmä läpäisi äskettäin UL-sertifioinnin Yhdysvalloissa, ensimmäisenä laatuaan solarwa.org, mikä helpottaa lupaprosesseja ja rahoituskelpoisuutta. Jos hiilimarkkinat ja kestävyyssertifikaatit kasvavat, agri-voltaikatuotteet (kuten “auringon alla kasvatetut” sadot) saattavat saada lisähintaa tai tarjota muita kannustimia.
• Julkinen ja asiantuntijoiden mielipide: Tähän mennessä monet asiantuntijat ovat optimistisia. Tutkijat mainitsevat usein agri-voltaikan kestävän tulevaisuuden avainratkaisuna. Kommenttien sävy on, että kyse ei ole vain uusiutuvasta energiasta, vaan kokonaisvaltaisesta maankäytön uudelleenajattelusta. Esimerkiksi Chad Higgins (OSU) innostuu synergiasta (enemmän ruokaa ja enemmän energiaa) solarwa.org, ja Helge Biernath (Sunzaun) liittää intohimoisesti agri-voltaikan ruokabiomassan turvaamiseen ilmastonmuutoksen aikana sunzaun.com. Nämä kertomukset tulevat todennäköisesti valtavirtaistumaan – kuulemme aurinkotiloista, jotka ruokkivat yhteisöjä ja tiloista, jotka tuottavat sähköä yhteisöille samassa lauseessa. Tulevaisuuden uutisotsikot voisivat olla esimerkiksi: “Perhetila tuottaa 100 hehtaaria vehnää ja 2 MW aurinkosähköä” – ja tämä olisi normaalia. Myös poliittiset päättäjät pitävät ajatuksesta vähentää maankäyttökiistoja, jotka ovat aiemmin viivästyttäneet hankkeita. Jos pystysuorat aurinkotilat pystyvät osoittamaan hyvät sadot ja tyytyväiset viljelijät, se voi kääntää jotkut aurinkoskeptikot (kuten ne, jotka pelkäävät viljelymaan menettämistä) kannattajiksi.

Innovaatioiden näkökulmasta on mainittava myös vaihtoehtoisia pystysuoria ratkaisuja: esimerkiksi V-muotoiset paneelikonfiguraatiot (kaksi paneelia yhdistettynä ylösalaisin olevaan “V”-muotoon, jolloin toinen osoittaa itään ja toinen länteen), jotka voidaan asentaa yhdelle pylväälle – tällä voidaan saavuttaa samanlainen vaikutus kuin pystyaidalla, mutta ehkä pienemmällä pinta-alalla ja hieman kallistuksella kummallakin puolella lisätuoton saamiseksi. Vuoden 2025 tutkimus osoitti lupaavia tuloksia tällaisten V-muotoisten bifacial-järjestelmien mallintamisessa tietyille viljelykasveille solarfarmsummit.com. Toinen idea on liikuteltava agri-voltaikka – paneelit, jotka voidaan siirtää tai poistaa tiettyjen viljelytoimien tai vuodenaikojen aikana (esimerkiksi asentaa paneelit vain sadon ulkopuolisena aikana). Kuitenkin lisämonimutkaisuus saattaa tehdä siitä vähemmän houkuttelevan kuin staattisten järjestelmien suunnittelu, jotka mahdollistavat viljelyn ympäri vuoden.

Näkymä on, että vertikaalisesta aurinkoviljelystä tulee kokeellisesta ratkaisusta vakiovaihtoehto aurinkoenergiaratkaisujen työkalupakkiin. Älä siis ylläty, jos muutaman vuoden päästä ajat maatilan ohi ja näet rivin lasisia aitoja kimaltelemassa auringossa, tai kuulet suuresta, verkkoon liitettävästä hankkeesta, jossa on valittu vertikaalinen bifacial-asettelu verkon integraation parantamiseksi. Auringonvalon kerääminen kahdelta puolelta ja maan jakaminen energian ja maatalouden välillä on houkutteleva ratkaisu useisiin ongelmiin – ja juuri tällaisia ratkaisuja maailma tarvitsee lisää.

Lainataksemme varhaisen omaksujan, itävaltalaisen maanviljelijän Peter Gsellin, sanoja: “Vastustan aurinkosähkön käyttöä maatalousmaalla” (tarkoittaen vanhaa tapaa peittää pelto kokonaan) “…kuitenkin, [vertikaalisella agrivoltaikalla] maa pysyy viljelyskelpoisena.” pv-magazine.com Hän ei edes vakavasti harkinnut perinteisiä korotettuja aurinkokatoksia varjostusongelmien vuoksi Pohjois-Euroopassa pv-magazine.com, mutta vertikaalinen lähestymistapa muutti hänen mielensä. Tämä ajattelutapa, kun se osoitetaan toimivaksi laajassa mittakaavassa, voi muuttaa monen muunkin mielen. Vertikaaliset aurinkotilat osoittavat, että aurinkoenergia ja maatalous eivät ole toistensa kilpailijoita – ne voivat kirjaimellisesti seistä rinnakkain, molempien hyödyksi. Tulevina vuosina tämä konsepti todennäköisesti laajenee pilottikokeiluista laajoihin “aurinkosatojen” peltoihin, jotka tuottavat puhdasta sähköä ja oikeaa ruokaa yhdessä.

Yhteenveto

Vertikaaliset aurinkotilat, joissa käytetään bifacial-paneeleja, edustavat merkittävää innovaatiota uusiutuvan energian ja maankäytön risteyskohdassa. Ne muuttavat aidat, pellon reunat ja muut pystysuorat tilat sähköntuottajiksi syrjäyttämättä maan ensisijaista käyttötarkoitusta. Kuten olemme nähneet, ne tarjoavat monia etuja: hajautetumpaa energiantuotantoa päivän aikana, jatkuvaa maataloustuotantoa, pienemmän maankäyttöjalanjäljen ja kestävyyttä haastavissa ilmastoissa (lumi, kuumuus jne.). Todelliset hankkeet vuosina 2024–2025 – japanilaisista riisipelloista saksalaisiin kurpitsapelloihin ja amerikkalaisiin tutkimusmaatilohin – ovat osoittaneet, että tämä lähestymistapa voi toimia, usein ylittäen odotukset sadon säilyttämisessä ja merkittävän sähkön tuottamisessa. Asiantuntijat ja alan johtajat kannattavat yhä enemmän agrivoltaikkaa kestävän tulevaisuuden avainstrategiana, ja politiikkakehykset kehittyvät hitaasti tukemaan sitä.

Toki haasteita, kuten korkeammat alkuinvestoinnit ja suunnittelun monimutkaisuus, on ratkaistava, mutta jatkuvat innovaatiot ja mittakaavaedut parantavat tilannetta nopeasti. Vauhti on selvästi kasvamassa: yritykset laajentavat asennuksia, viljelijät jakavat menestystarinoita ja tutkijat kehittävät parempia työkaluja näiden järjestelmien optimointiin. Maailmassa, jossa ilmastonmuutoksen, ruokaturvan ja energiantarpeen paineet kasvavat, vertikaaliset bifacial-aurinkotilat tarjoavat houkuttelevan synergian – tavan moninkertaistaa maan tuottavuus yhdistämällä toimintoja.

Kuten eräs puhtaan energian toimitusjohtaja kehotti, on aika ajatella kannustimien ulkopuolelle ja tunnustaa, että aurinkoenergian ja maatalouden yhdistäminen saattaa pian olla välttämättömyys, ei vain vaihtoehto, jotta voimme turvata sekä ruokahuoltomme että puhtaan energian tavoitteemme sunzaun.com. Seistessämme 2020-luvun puolivälissä, pystysuorat aurinkovoimalat siirtyvät kokeilutonteilta kaupalliseen todellisuuteen. Ne uudistavat sekä aurinkoenergiaa että maataloutta, osoittaen, että pienellä kekseliäisyydellä voimme hyödyntää aurinkoa useammalla kuin yhdellä tavalla – ja luoda tulevaisuuden, jossa aurinkopaneelit ja viljelykasvit kasvavat rinnakkain, tuottaen energiaa ja ruokaa maailmalle yhdessä.

Lähteet

• Sunzaun Blogi – Pystysuora aurinkoenergia muuttaa pelikenttää (heinäkuu 2025): Määritelmä pystysuorasta aurinkoenergiasta ja edut kaupallisissa ympäristöissä sunzaun.com.
• Solar Washington – Pystysuorat bifacial-aurinkopaneelit lisäävät energiaa, säästävät tilaa… (maaliskuu 2024): Selitys pystysuorista bifacial-paneeleista, tutkimuksia tuotosta +5–30 %, kaksoishuiput ja viileämpi toiminta solarwa.org.
• Asahi Shimbun – Pystysuorat aurinkopaneelit muuttavat Japanin maatalousmaisemaa (6.7.2025): Riisipeltojen agrivoltaisen kokeilun sadot (5 % lasku), Sharing Farmin Taiki Akasakan lainaus teknologian leviämisestä, JPEA:n virkamiehen kommentti lumieduista & kasvuvauhdista asahi.com.
• pv magazine – Lähempi katsaus pystysuoraan agrivoltaikkaan (11.7.2025): Next2Sunin 1,9 MW:n Itävallan projektin tiedot – riviväli 9,4 m, ei puhdistustarvetta, minimaalinen vaikutus sadon ajoitukseen, kustannusvertailu (€200k vs €110k per MW), Huberin lainaus 25 % korkeammasta arvosta bifacialin + profiilin ansiosta pv-magazine.com.
• Sunzaun Blogi – Clean Power Hour -podcastin yhteenveto (heinäkuu 2025): Helge Biernathin (Sunzaunin toimitusjohtaja) lainaus agrivoltaikan tarpeellisuudesta tulevaisuuden biomassasadoille, Tim Montaguen lainaus kasvien stressin vähentämisestä, Yhdysvaltojen ja Euroopan käyttöönottoero, Sandbox Solar & CSU -testipaikka maissilla, tietoisuus/politiikka esteinä sunzaun.com.
• pv magazine – Next2Sun & iSun rakentavat ensimmäisen pystysuoran agri-PV:n Yhdysvalloissa (2.1.2024): Vermontin projekti 1,5 ha, 69 riviä 9,14 m välein, viljelykasveja välissä, Jeffrey Peckin (iSun) lainaus maan säilyttämisestä, Next2Sunin toimitusjohtaja Heiko Hildebrandtin lainaus tuotannosta silloin kun perinteinen PV tuottaa vähemmän, hyödyt kysynnän kattamisessa ja pienemmässä varastointitarpeessa pveurope.eu.
• pv magazine USA – New Jerseyn maatila tutkii agri-voltaikkaa (9. huhtikuuta 2024): Rutgersin 170 kW pystysuora järjestelmä (Sunstall/Sunzaun), karjan laidunnus & rehun kasvatus pystypaneelien kanssa, rahoittajana New Jerseyn osavaltio, ZnShine 450 W bifacial-moduulit, aiempi Sunzaun viinitarha-asennus, Belgian tutkimus kasteluveden vähentämisestä, OSU:n tutkimus: 20 % Yhdysvaltojen sähköstä & 330 000 tonnia CO₂-vähennystä, Chad Higginsin lainaus “agri-voltaikka tarjoaa todellista synergiaa… enemmän ruokaa, enemmän energiaa, pienempi vedenkulutus…” pv-magazine-usa.com, solarwa.org.
• pv magazine – Pystysuoran agri-voltaikan nousu (22. toukokuuta 2025): Intersolar 2025 -haastattelu – Next2Sun kaksinkertaisti asennukset 40 MW:iin vuonna 2024, pystysuora PV kasvaa Italiassa, Saksassa, Ranskassa pv-magazine.com.