چگونه Agrivoltaics به مزارع اروپایی در مبارزه با گرما و خشکسالی کمک می کند؟

در سال های اخیر، رویدادهای شدید آب و هوایی به یکی از بزرگ ترین چالش ها برای کشاورزی اروپا تبدیل شده است. افزایش دمای تابستان، دوره های خشکسالی طولانی تر و الگوهای نامنظم بارندگی فشار قابل توجهی بر کشاورزان و تولیدات کشاورزی وارد می کند.

در طول موج گرما، بسیاری از محصولات زراعی از تابش بیش از حد خورشید و کمبود آب رنج می برند. دمای بالا باعث افزایش تبخیر، کاهش رطوبت خاک و ایجاد تنش گرمایی برای گیاهان می شود. در نتیجه، کشاورزان ممکن است با کاهش عملکرد، هزینه های آبیاری بالاتر و افزایش عدم اطمینان در درآمد کشاورزی مواجه شوند.

در عین حال، اروپا در حال تسریع انتقال خود به سمت انرژی های تجدیدپذیر است. با این حال، گسترش پروژه های انرژی خورشیدی اغلب رقابت برای زمین های کشاورزی ارزشمند ایجاد می کند.

Agrivoltaics، همچنین به عنوان Agri{0}}PV یا فتوولتائیک کشاورزی شناخته می شود، راه حل جدیدی ارائه می دهد: ترکیب تولید انرژی خورشیدی با تولید کشاورزی در همان زمین.

به جای انتخاب بین کشاورزی و انرژی های تجدیدپذیر، سیستم های agrivoltaic به مزارع اجازه می دهند تا برق تولید کنند و در عین حال محیط رشد پایدارتری را برای محصولات کشاورزی ایجاد کنند.

 

Agrivoltaics سیستمی است که در آن ماژول های فتوولتائیک در بالا یا در کنار مناطق تولید کشاورزی نصب می شوند.
برخلاف مزارع خورشیدی سنتی-روی زمین، یک سیستم PV کشاورزی بر اساس نیازهای کشاورزی طراحی شده است.

 

یکی از بزرگترین مزایای Agrivoltaics این است که پنل های خورشیدی می توانند محافظت نسبی در برابر شرایط آب و هوایی شدید ایجاد کنند.

1. کاهش استرس گرمایی در تابستان های گرم

در طول موج گرمای اروپا، نور مستقیم خورشید می تواند استرس گرمایی بیش از حد برای محصولات ایجاد کند.

پنل های خورشیدی نصب شده در بالای زمین های کشاورزی می توانند میزان تابش مستقیم خورشیدی که به گیاهان می رسد را کاهش دهند و به تعدیل محیط رشد کمک کنند.

تحقیقات Fraunhofer ISE و دانشگاه Hohenheim یک سیستم agrivoltaic را در تابستان بسیار گرم و خشک سال 2018 در آلمان مورد مطالعه قرار دادند.

این تحقیق نشان داد که:

• تابش خورشیدی تحت سیستم PV تقریبا بود30 درصد کمتردر مقایسه با فیلد مرجع
• دمای خاک تحت سیستم آگریولتائیک در فصل بهار و تابستان کمتر بود.
• در دوره گرم و خشک تابستان، رطوبت خاک در کشت گندم تحت سیستم PV بیشتر از مزرعه مرجع بود.

محققان به این نتیجه رسیدند که سایه جزئی ایجاد شده توسط ماژول های خورشیدی به گیاهان کمک می کند تا شرایط گرم و خشک را بهتر تحمل کنند.

این نتایج نشان می‌دهد که یک ساختار PV کشاورزی صرفاً یک تأسیسات انرژی نیست - بلکه می‌تواند به یک ابزار سازگاری آب و هوا برای کشاورزی تبدیل شود.

 

2. کاهش تلفات آب و بهبود بهره وری آب

مدیریت آب به موضوعی حیاتی برای کشاورزان اروپایی تبدیل شده است.

دمای بالاتر تبخیر از خاک و گیاهان را افزایش می دهد، به این معنی که برای حفظ رشد محصول به آبیاری بیشتری نیاز است.

با کاهش تابش مستقیم خورشید و کاهش دمای خاک، سیستم‌های agrivoltaic می‌توانند به کاهش تبخیر آب کمک کنند.

Fraunhofer ISE تاکید می کند که agrivoltaics می توانند در کاهش مصرف آب در کشاورزی نقش داشته باشند و در عین حال فرصت های درآمد بیشتری را از طریق تولید برق ایجاد کنند.

برای مناطقی که با خطرات خشکسالی فزاینده مواجه هستند، مانند اروپای جنوبی، فرانسه، ایتالیا و بخش هایی از آلمان، این مزیت به طور فزاینده ای ارزشمند می شود.

 

پروژه های خورشیدی سنتی عمدتاً بر تولید برق متمرکز هستند.

Agrivoltaics با ترکیب دو منبع ارزش یک مدل تجاری متفاوت ایجاد می کند:

1. تولیدات کشاورزی
کشاورزان می توانند به تولید خود ادامه دهند:

• میوه ها
• سبزیجات
• توت ها
• محصولات زراعی
• خوراک دام

در حالی که از همان مساحت زمین استفاده می کند.

 

2. تولید انرژی های تجدیدپذیر
نصب خورشیدی فراهم می کند:

• درآمد اضافی برق
• کاهش هزینه های انرژی برای مزارع
• ثبات مالی بلندمدت-

برای بسیاری از مزارع اروپایی، به‌ویژه کسب‌وکارهای کشاورزی متعلق به خانواده{0}}، این درآمد اضافی می‌تواند انعطاف‌پذیری را در برابر زیان‌های حاصل از آب و هوا بهبود بخشد.
دستورالعمل‌های Agrivoltaic Fraunhofer ISE تأکید می‌کند که این فناوری می‌تواند کارایی استفاده از زمین را بهبود بخشد، از توسعه روستایی حمایت کند و منابع درآمد اضافی را برای کشاورزان فراهم کند.

 

یک پروژه موفق کشاورزی{0}}PV به چیزی بیش از نصب پنل های خورشیدی در بالای زمین کشاورزی نیاز دارد.

ساختار نصب باید هم برای کشاورزی و هم برای عملیات فتوولتائیک طراحی شود.

ملاحظات مهم طراحی عبارتند از: