Flerårig studie av majs under förhöjt spårande agrivoltaiksystem och förenklad avkastningsmodellering

Odla mat och skörda solljus tillsammans

Jordbruksmark står inför en dubbel efterfrågan: den måste föda en växande befolkning samtidigt som den också ska rymma solpaneler som driver våra hem, bilar och industrier. Denna studie undersöker om en av världens viktigaste grödor — majs — kan växa väl under förhöjda solpaneler, så att jordbrukare kan tjäna pengar både på spannmål och elektricitet på samma fält.

Varför jordbruk och sol konkurrerar om utrymmet

När den globala befolkningen ökar och klimatet blir varmare utsätts bönder för tryck från tätare värmeböljor, förskjutna årstider och osäker nederbörd. Samtidigt tävlar samhällen om att installera mer ren energi, särskilt solenergi, för att minska utsläppen av växthusgaser. Platt, öppet jordbruksland är ofta den mest praktiska platsen för stora solparker, men att täcka fälten helt med paneler skulle minska ytan tillgänglig för grödor. Agrivoltaiska system erbjuder en kompromiss: solpaneler som är upphöjda tillräckligt för att grödor eller djur ska kunna trivas under dem och därmed dela samma mark för två ändamål.

Test av majs under rörligt skuggspel

Forskarna genomförde ett flerårigt experiment på en försöksgård i Indiana, i hjärtat av USA:s ”corn belt”. De installerade höga, enkelaxliga spårande solpaneler över delar av ett majsfält. Vissa områden låg direkt under solida panelrader, andra under ett schackrutemönster som släppte igenom mer ljus, och resten av fältet tjänade som ett oskuggat kontrollområde. Panelerna skapade ett föränderligt lapptäcke av ljus och skugga under dagen, som skiftade när solen rörde sig och majsplantorna växte. Under fyra växtsäsonger registrerade teamet noggrant plantornas utveckling, höjd, spannmålsavkastning samt detaljerade väder- och markfuktighetsdata.

Hur skugga ändrade tillväxt och avkastning

Majsen under panelerna mognade något senare än den oskuggade majsen, typiskt med en till tre dagar. Plantor i skuggade zoner var något kortare — med några centimeter i genomsnitt — men fortfarande friska. Viktigast för bönder var att spannmålen som skördades under 20–25 % skuggning bara var måttligt lägre än i de fullt solbelysta försöksrutorna. Över de fyra åren var den genomsnittliga avkastningsminskningen i det mest skuggade området bara 7,7 %. I vissa säsonger var skillnaden större, i andra var den mycket liten, vilket speglar naturliga år-till-år-svängningar i vädret. Intressant nog producerade i flera år zoner med mer konsekvent skugga något bättre avkastning än de lättare skuggade områdena, vilket antyder att en viss kylande och fuktbevarande effekt av skugga delvis kan kompensera för förlusten av solljus.

Koppla ljus, vatten och skörd på ett enkelt sätt

För att hjälpa konstruktörer och planerare ville teamet ha mer än råa mätvärden: de strävade efter att bygga en enkel tumregelmodell som kopplar väderförhållanden till förväntad majsavkastning under agrivoltaiska system. Istället för att använda mycket komplexa grödmodell som kräver många insatsdata kombinerade de bara två viktiga influenser — ljus som når fältet och markfukt — till en enda ”gemensam” variabel. Med hjälp av fältmätningar och computersimuleringar av hur skuggor rörde sig över majskanopen beräknade de, för många platser i fältet, hur mycket samlat ljus-och-vatten-”resurs” plantorna upplevde under säsongen. Denna samlade indikator visade en måttlig korrelation med de faktiska spannmålsutbytena och kunde förklara en betydande del av variationen mellan punkter och år, även om den ignorerade många finare biologiska detaljer.

Få mer gjort per tunnland åkermark

Genom att jämföra den lilla minskningen i majsavkastning med den betydande ökningen i elproduktion från panelerna uppskattade studien en markanvändningseffektivitet, kallad landekvivalenskvoten, till ungefär 1,37 i genomsnitt. I enkla termer producerade samma markstycke motsvarande 37 % mer samlad ”produktion” än om den hade använts för antingen majs eller solenergi ensam. Detta resultat tyder på att med genomtänkt utformning — tillräcklig pannelhöjd, avstånd som tillåter jordbruksmaskiner och hänsyn till lokalt klimat — kan majs vara en praktisk gröda för agrivoltaiska system. Medan modellen behöver testas i andra regioner och under bevattning eller för andra grödor är kärnbudskapet åtkomligt: vi behöver inte alltid välja mellan mat och ren energi. Med förhöjda solanläggningar kan bönder kanske odla robusta majsskördar och samtidigt generera betydande förnybar energi från samma fält.

Citering: Sanchez, G., Agrawal, R., Brouder, S. et al. Multi-year study of maize under elevated tracking agrivoltaic system and simplified yield modeling. npj Sustain. Agric. 4, 25 (2026). https://doi.org/10.1038/s44264-026-00141-0

Nyckelord: agrivoltaik, majs, solenergi, markanvändning, grödaavkastning