کشاورزی (اگری‌ولتاییک‌) با برق خورشیدی

اگری‌ولتاییک (Agrivoltaics) به استفاده دوگانه از زمین برای کشاورزی و تولید همزمان برق با استفاده از صفحات خورشیدی اشاره دارد. این مفهوم که برای اولین بار در سال 1981 توسط آدولف گوتزبرگر و آرمین زاسترو در آلمان مطرح شد، به ویژه از دهه 2010 در کشورهای مختلف جهان مورد توجه و توسعه جدی قرار گرفت. این فناوری با نام های دیگری از جمله اگری‌سولار، اگری‌فتوولتاییک (یا به طور خلاصه Agri-PV) و اشتراک گذاری خورشیدی (solar sharing) شناخته می شود. سال‌های اخیر شاهد افزایش استفاده از زمین های دو منظوره بوده ایم. زیرا کشاورزان از استفاده از تجهیزات تولید انرژی خورشیدی در کنار چرای دام یا کشت محصولات استقبال می‌کنند.

سیستم اگری ولتائیک (Agrivoltaics) چیست؟

در این فناوری که به عنوان agrivoltaics شناخته می‌ شود، از انرژی خورشیدی 2 بار استفاده می شود. ابتدا، پنل های خورشیدی به طور سنتی برای مهار اشعه های خورشید و تولید برق استفاده می شود. و در کاربرد دوم ایجاد سایه برای رشد محصولات کشاورزی ضروری است زیرا وجود پنل های خورشیدی در مناطق کشاورزی به حفظ رطوبت خاک و افزایش کاربری کمک قابل توجهی می کند. وایریمو در این زمینه می گوید: ما می‌خواستیم ببینیم اگر محصولات زیر این پنل‌های خورشیدی رشد کنند، چه عملکردی خواهند داشت. اما دلیل عملگرایانه دیگری پشت این تکنولوژی وجود دارد این است که دوبرابر کردن بازده همان زمین برای کشت مواد غذایی می تواند به افرادی که منابع زمینی محدودی دارند کمک زیادی کند. در کشورهایی از جمله ژاپن، ایتالیا، فرانسه، ایالات متحده، آفریقا و آلمان این فناوری با موفقیت به کار گرفته شده است.

چرا اگری‌ولتاییک بااهمیت است؟

در مدل‌ یک سیستم برق کربن‌زدایی شده، آنها مطالعه آینده خورشیدی را تخمین می زنند. انرژی خورشیدی می تواند تا سال 2035 یک تراوات برق به شبکه ارائه کند که به 5.7 میلیون هکتار زمین نیاز دارد. در حالی که این بخش کوچکی از مساحت زمین ایالات متحده است. (کمتر از 0.3٪). بهینه سازی طراحی سیستم و شیوه های تجاری به استفاده همزمان از زمین برای هر دو صنعت کمک می کند و به نفع کشاورزان و کاهش هزینه های خورشیدی است. Agrivoltaic با ایجاد هم افزایی بین انرژی های تجدیدپذیر و کشاورزی، راه حل های موثر، کارآمد و نوآورانه ای را برای رقابت کاربری زمین ارائه می دهد در عین حال ترویج توسعه پایدار روستایی و تنوع زیستی و اکوسیستم را ارتقا می دهد. این یکی از اهداف اصلی به اصطلاح معامله سبز است که مجموعه ای از اقدامات را برای حمایت از کربن زدایی این بخش ایجاد می کند و در آن agrivoltaic نقش کلیدی دارد.

مزایای آگری‌ولتاییک چیست؟

سه مزیت اصلی کاربرد آگری‌ولتاییک‌‌ برای کشاورزان و مدیران مزارع از نظر افزایش بهره وری، کاهش هزینه و افزایش پایداری به شرح زیر است:

1. بهبود عملکرد

در کاربردهای آگروولتائیک، هم پانل های فتوولتائیک خورشیدی و هم رشد گیاهان بهبود می یابد. طبق گفته دانشگاه ایالتی اورگان، پنل های خورشیدی نصب شده در بالای نیروگاه‌ها تا ده درصد برق بیشتری تولید می کنند. زیرا گیاهان به خنک شدن پنل های خورشیدی کمک می کنند. محصولات کشاورزی زیر پنل های خورشیدی نیز به دلیل دریافت مقدار مناسب نور خورشید به طور موثرتری رشد می کنند. نور زیاد خورشید باعث افزایش فتوسنتز و رشد گیاه نمی شود. در عوض، تقاضای آب گیاه را افزایش‌ می‌دهد.

2. کاهش هزینه‌ها

پنل های خورشیدی با تامین برق تجهیزات آبیاری، تراکتورها و سایر تجهیزات کشاورزی در محل کار، هزینه های برق را کاهش می دهند. نصب تجهیزات تولید برق خورشیدی در زمین های کشاورزی نیز می تواند هزینه های نصب را کاهش دهد. این به این دلیل است که مزارع قبلاً کشت شده معمولاً کاملاً مسطح هستند. همچنین می توان هزینه ها را از طریق تنوع درآمد و توانایی توسعه محصولات جدید برای بازارهای جدید جبران کرد.

3. افزایش پایداری

Agrivoltaics روشی پایدار برای کشاورزی است که به طور موثر از زمین های کشاورزی استفاده می کند و در مصرف آب صرفه‌جویی‌ می‌کند.  سایه پنل های خورشیدی باعث کاهش تقاضای آب برای تولیدات کشاورزی می شود. استفاده از agrivoltaic به نفع سیاره زمین، جامعه و تجارت شما است.

محدودیت هایی که اگری ولتائیک با آن روبه رو است

البته هر طراحی با محدودیت هایی مواجه است و Egeri Voltaic با تمام مزایایی که دارد از این قاعده مستثنی نیست. در مزارع کشاورزی به عنوان یک امر طبیعی و متداول باید فضایی برای عبور وسایل کاشت و برداشت وجود داشته باشد. بیشتر این تجهیزات نیز بزرگ هستند و می توانند در هنگام استفاده از پنل های خورشیدی محدودیت ایجاد کنند. در این صورت با توجه به نکات مثبت فراوان این ایده پیشنهاد می شود که این محدودیت به نحوی رفع شود. ساختار سازه های پنل های خورشیدی مورد استفاده در میدان باید متحرک بوده و در هنگام عبور تجهیزات به صورت عمودی قرار بگیرند تا مانع عبور تجهیزات نشوند و پس از انجام کار این دستگاه ها، به حالت قبلی خود بازگردند.

طراحی سیستم اگری‌ولتاییک

تحقیق و توسعه سه نوع کلی اگری‌ولتاییک در حال انجام است:

• پنل های خورشیدی نصب شده در زمین و فاصله بین ردیف های محصولات زراعی (و باغی)
• پنل های خورشیدی قرار گرفته در ارتفاعی مناسب بالای محصول
• پنل های خورشیدی برای گلخانه

در هر سه روش، متغیرهای مختلفی بر میزان جذب انرژی خورشیدی توسط پانل‌ها و محصولات کشت شده تأثیر می‌گذارند. متغیرهای اصلی معمولا جهت نصب و زاویه پنل های خورشیدی نسبت به افق هستند. متغیرهای دیگر عبارتند از ارتفاع پانل، شدت و زاویه تابش خورشید، آب و هوای منطقه انتخاب شده و نوع محصول.

تاثیرگذاری 6 عامل محیطی بر عملکرد پنل های خورشیدی

✅نتیجه گیری

این همزیستی انرژی فتوولتائیک خورشیدی در کشاورزی نتایج مثبتی دارد، بهبود تولید برخی محصولات کشاورزی، افزایش احتباس آب در خاک زیر آرایه خورشیدی کاهش نگهداری از یک سیستم خورشیدی و… از جمله فواید استفاده از این فناوری هستند. مهمتر از همه، پتانسیل افزایش درآمد برای همه افراد درگیر را دارد. محققان دریافته‌اند که سیستم‌های agrivoltaic پیامدهای امیدوارکننده‌ای برای تولید مواد غذایی، استفاده کارآمد از آب و صرفه جویی آب و تولید انرژی‌های تجدیدپذیر دارند. محققان دریافتند که سیستم‌های اگروولتائیک پیامدهای امیدوارکننده‌ای برای تولید مواد غذایی، استفاده کارآمد از آب و مدیریت آب و تولید انرژی‌های تجدیدپذیر دارند. ممنون از اینکه با لیمو سولار همراه بودید.