استفاده دو منظوره از زمین کشاورزی با پنل های خورشیدی

اگری ولتاییک (به انگلیسی: Agrivoltaics) به کاربرد دوگانه زمین برای کشاورزی و همزمان برای تولید برق با استفاده از پنل‌های خورشیدی اطلاق می شود، این ایده که نخستین بار در سال 1981 توسط آدولف گوتزبرگر و آرمین زاسترو در آلمان طرح شد به ویژه از دهه 2010 به این سو در کشورهای مختلف جهان مورد توجه جدی قرار گرفته و توسعه پیدا کرده است.

اصطلاح اگری ولتاییک که ترکیبی از agriculture (کشاورزی) و فتوولتاییک (photovoltaics - تولید برق از نور) است، احتمالا نخستین بار توسط نویسندگان مقاله ای در سال 2011 به کار رفته و استفاده از آن به تدریج در اینترنت و سایر منابع رایج شده است.

این تکنیک با نام های دیگری نیز شناخته می شود از جمله اگری سولار، اگری فتوولتاییک (یا به طور خلاصه Agri-PV) و اشتراک گذاری خورشیدی. (solar sharing)

در این روش صفحات خورشیدی و گیاه کشت شده (معمولا زیر آنها) نور خورشید را به اشتراک می گذارند و از همین رو در طراحی سیستم های اگری ولتاییک، سعی بر این است که ضمن تولید برق خورشیدی، عملکرد یا بازده محصول نیز حفظ گردد.

در بسیاری موارد به دلیل اثر سایه پنل‌های خورشیدی در حفظ رطوبت خاک و کاهش تنش‌های ناشی از دمای بالا و آسیب اشعه فرا بنفش، بازده محصول می تواند افزایش یابد.

اگر چه ایده اصلی اگری ولتاییک قرارگیری پنل های خورشیدی بالای محصول کشاورزی/باغی است (چه به شکل پنل های شفاف روی سقف گلخانه ها و چه صفحات خورشیدی عادی روی استراکچر) با این حال تعریفی گسترده تر از آن می تواند چرای دام در لابلای صفحات خورشیدی نصب شده روی زمین و یا حتی نصب پنل های خورشیدی روی سقف ساختمان ها و تأسیسات مرتبط با کشاورزی و دامداری را نیز شامل شود.

توسعه سریع ظرفیت انرژی های تجدیدپذیر در جهان مستلزم استفاده از زمین های بسیار بیشتری است که همیشه به آسانی به دست نمی آید. در حالی که بسیاری از دولت‌ها در سراسر جهان از پروژه‌های خورشیدی عظیم حمایت می‌کنند، حمایت از مالکان زمین و جوامع محلی برای توسعه این سایت‌ها می‌تواند دشوار باشد.

در سال های اخیر افزایش قابل توجهی در مقدار استفاده از زمین های دو منظوره وجود داشته است، زیرا کشاورزان از استفاده از تجهیزات تولید انرژی در کنار چرای حیوانات یا تولید محصول استقبال می کنند.

تعداد فزاینده ای از مزارع اکنون خانه پال های خورشیدی هستند که به تامین زمین مورد نیاز برای تولید انرژی کمک می کند و در عین حال منبع درآمد اضافی را برای کشاورزان فراهم می کند.

انرژی آگروولتائیک جایی است که از زمین هم برای تولید انرژی خورشیدی و هم برای محصولات کشاورزی استفاده می شود.

در حالی که این واژه برای چندین دهه مورد استفاده قرار گرفته است، تنها با گسترش صنعت انرژی خورشیدی رایج شده است. این نوع پروژه ها را می توان برای تولید برق برای استفاده در مزرعه یا توسط شرکت های خورشیدی برای تولید انرژی گسترده تر برای تامین شبکه استفاده کرد.

پنل های خورشیدی را می توان در مزارع با دام و/یا محصولات کشاورزی نصب کرد که امکان تولید انرژی در کنار فعالیت های کشاورزی سنتی را فراهم می کند.

نصب پنل های خورشیدی در زمین های کشاورزی مستلزم برنامه ریزی برای اطمینان از ادامه رشد محصولات و دسترسی دام ها به زمین در صورت نیاز است. به طور معمول، پنل های خورشیدی به سیستم های پشتیبانی ثابت متصل می شوند که آنها را حدود پنج متر از سطح زمین بالاتر می برد.

این به کشاورزان اجازه می دهد تا به استفاده از ماشین آلات برای دسترسی به محصولات ادامه دهند و از طرف دیگر، پنل های خورشیدی را می توان در بالای سقف گلخانه یا انبار قرار داد.

تجهیزات خورشیدی مدرن با استفاده از سیستم‌های نرم‌افزاری پیچیده همچنین می‌توانند با چرخاندن پنل‌های خورشیدی بر اساس فصل و موقعیت خورشید به منظور تغییر محصولاتی که در سایه قرار می‌گیرند، اطمینان حاصل کنند که محصولات از نور خورشیدی که برای رشد نیاز دارند را از دست نمی‌دهند.

شرکت‌های انرژی همچنین در حال کار برای توسعه پنل‌های نیمه شفاف هستند که به نور خورشید اجازه می‌دهد به محصولات برسد و در نتیجه از فتوسنتز پشتیبانی کند.

استفاده از زمین برای هدف دوگانه تولید انرژی و کشاورزی می‌تواند شیوه‌های پایدارتری را ترویج کند و تضمین کند که زمین هدر نمی‌رود. از پاکسازی زمین های زراعی برای استفاده صرف از تولید انرژی جلوگیری می کند.

علاوه بر این برخی از مطالعات نشان می دهد که برق تولید شده توسط پنل های خورشیدی می تواند ارزش اقتصادی مزارع را تا بیش از 30 درصد افزایش دهد، زیرا هم بهره وری استفاده از زمین و هم بازده را بهبود می بخشد.

این در مناطق گرم‌تر جهان که سایه می‌تواند به محافظت از محصولات کمک کند، رایج‌تر است. با این حال، از آنجایی که پنل های خورشیدی سایه بیشتری ایجاد می کنند، می تواند مانع رشد در مناطق خنک تر نیز شود.

در ایالات متحده، یک مطالعه آینده خورشیدی تخمین می‌زند که انرژی خورشیدی می‌تواند یک تراوات ظرفیت تولید برق را تا سال 2035 در اختیار شبکه قرار دهد. اما دستیابی به این امر مستلزم توسعه مزارع خورشیدی در بیش از 5.7 میلیون هکتار زمین در ایالات متحده یا حدود 0.3 است.

درصد از خاک کشور در حالی که این نسبت نسبتاً کمی به نظر می رسد، مناسب ترین زمین برای عملیات خورشیدی مسطح با مقدار زیادی خورشید است، که همچنین برای اهداف کشاورزی بیشترین درخواست را دارد.

زمین های کشاورزی در حال حاضر حدود 44 درصد از کل مساحت ایالات متحده را تشکیل می دهند، و به جای جنگ بر سر استفاده از زمین، دفتر کارایی انرژی و انرژی های تجدیدپذیر ایالات متحده کشاورزان را تشویق می کند تا از زمین های خود برای اهداف دوگانه کشاورزی یا دام و تولید انرژی استفاده کنند.

این امر باعث کاهش رقابت بر سر زمین در دهه های آینده خواهد شد و می تواند منجر به مزایای زیست محیطی شود.

جردن مکنیک تحلیلگر ارشد انرژی-آب-زمین برای آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر، توضیح داد: اگرچه ایالات متحده یک کشور بسیار بزرگ با زمین های زیادی در دسترس است، هر اینچ مربع از زمین یا مالک، محافظت شده یا گرامی است.

توسط شخص یا افراد زیادی و بسیاری از مردم نمی خواهند ببینند که این سرزمین تغییر می کند یا به چیزی متفاوت از آنچه بوده است تبدیل می شود، مک‌نیک افزود: اگریوولتائیک واقعاً این فرصت را به ما می‌دهد تا کشاورزی را ادامه دهیم، به انجام این فعالیت‌های کشاورزی ادامه دهیم و در عین حال برق پاک تولید کنیم.

توسعه آگروولتائیک هنوز در مرحله اولیه است، به این معنی که بسیاری از کشاورزان به طور قابل درک در مورد معرفی پنل های خورشیدی در زمین های کشاورزی خود در خطر از دست دادن معیشت خود محتاط هستند. اما بسیاری این را به عنوان یک رویکرد مدرن و نوآورانه برای کشاورزی می دانند.

با خودکار شدن تعداد بیشتری از مزارع، استفاده از هوش مصنوعی و سایر فناوری های هوشمند برای افزایش عملکرد و تولید انرژی می تواند گام بعدی برای افزایش استفاده از زمین و افزایش درآمد کشاورزان باشد.

اخیراً برخی از شرکت های بزرگ انرژی علاقه خود را به توسعه ظرفیت آگروکولتائیک خود از طریق پروژه های جدید نشان داده اند و Lightsource BP که 50 درصد متعلق به شرکت نفتی بریتانیا BP است، در حال حاضر زمین های کشاورزی را برای پنل های خورشیدی خود در مزرعه خورشیدی Elm Branch در نزدیکی دالاس، تگزاس اجاره می کند.

گوسفندها در اطراف تجهیزات چرا می کنند و به مدیریت پوشش گیاهی کمک می کنند و Lightsource BP به صاحب زمین درآمد ماهانه ثابتی ارائه می دهد.

لایت سورس مجموعاً 615 مگاوات (مگاوات) پروژه های چرای گوسفند و انرژی خورشیدی را اجرا می کند که حدود 12 درصد از سبد فعلی agrivoltaic در ایالات متحده است و برنامه هایی برای توسعه 1058 مگاوات بیشتر در سال 2024 دارد. در همین حال Shell دارای 44 درصد سهام خورشیدی است.

توسعه دهنده Silicon Ranch که 1300 مگاوات پروژه های agrivoltaic را اجرا می کند و 900 مگاوات بیشتر در دو سال آینده پیش بینی می شود.

انتظار می‌رود که گسترش پروژه‌های agrivoltaic استفاده پایدار از زمین را ارتقا داده و رقابت بر سر زمین‌های زراعی را کاهش دهد.

از آنجایی که کشاورزان بیشتری به ایده اجازه دادن به نصب پنل‌های خورشیدی در زمین‌های کشاورزی خود باز می‌شوند، انتظار می‌رود که این روش در بخش‌های مختلف جهان ترویج شود، که نه تنها به تولید انرژی مورد نیاز برای حمایت از یک انتقال سبز کمک می‌کند، بلکه به آن نیز کمک می‌کند.

مالکیت معنوی مجله انرژی (energymag.ir) علامت تجاری ناشر است... سایر علائم تجاری مورد استفاده در این مقاله متعلق به دارندگان علامت تجاری مربوطه می باشد، ناشر وابسته یا مرتبط با دارندگان علامت تجاری نیست و توسط دارندگان علامت تجاری حمایت، تایید یا ایجاد نشده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد و هیچ ادعایی از سوی ناشر نسبت به حقوق مربوط به علائم تجاری شخص ثالث وجود ندارد.