آیا افزودن پنل های خورشیدی به مزارع برای همه مفید است

در این پست از سایت bloginoo به بررسی پنل های خورشیدی پرداخته ایم.

در حال رانندگی در جاده‌ ای روستایی خالی، صحنه هایی از مزارع ذرت، سیلو ها و گله های گاو های مرتع را پشت سر میگذارید. اما جلوتر، چیزی برجسته است. در میان ردیف هایی از سبزی‌ ها و سایر محصولات، امتداد طولانی مستطیل های خاکستری را میبینید که به سمت خورشید زاویه دارند.

«کاشت» پنل های خورشیدی در وسط مزارع کشاورزی یا مراتع دام، خانه‌ ای برای انرژی های تجدید پذیر به نظر میرسد. با این حال، agrivoltaics یک رویکرد انرژی تجدید پذیر که زمین کشاورزی را با پنل های خورشیدی به اشتراک میگذارد. یک راه قدرتمند رو به جلو در نوآوری انرژی است و میتواند به کاهش تاثیر کشاورزی بر تغییرات آب و هوایی کمک کند. Agrivoltaics ممکن است راه را برای آینده ای روشن تر هموار کند.

Agrivoltaics چیست؟

Agrivoltaics قدرت آب، انرژی و کشاورزی را به هم می افزاید. یک رابطه سودمند متقابل بین گیاهان، آب، خاک و ... پانل های خورشیدی.

"Agri" به معنای تولید غذا و "voltaic" به معنای "الکتریسیته" است. Agrivoltaics اغلب به اختصار AV نامیده میشود تا بتوانید از تلاش خود صرفه جویی کنید. به آن خورشیدی آگریزولار، خورشیدی کم تاثیر یا agriphotovoltaics (APV) نیز میگویند. هر اصطلاحی را که ترجیح میدهید، همه به یک مفهوم اشاره دارد و زمین کشاورزی فعال را به یک مزرعه خورشیدی دو منظوره تبدیل میکند.

بن دریتنباس، مدیر ارشد پروژه توسعه در DSD Renewables، یک توسعه دهنده خورشیدی و صاحب دارایی در صنعت انرژی های تجدید پذیر، میگوید : در اصل، ما در حال پرورش خورشید هستیم.

Agrivoltaics به وجود نیامد زیرا برخی از متخصصان فناوری فکر میکردند که قرار دادن پنل های خورشیدی در مزرعه ای با یک دسته گوسفند خنده دار است. کشاورزی و تولید مواد غذایی سهم زیادی در تغییرات آب و هوایی دارند. حدود 85 درصد از مصرف جهانی آب برای مصارف کشاورزی استفاده میشود که مهمترین آنها آبیاری است. و انتظار میرود که تولید مواد غذایی طی سه دهه آینده دو برابر شود تا نیاز های جمعیت را برآورده کند.

انرژی خورشیدی به عنوان یک راه حل

کل جمعیت جهان به تازگی به 8 میلیارد نفر رسیده است و انتظار میرود تا سال 2050 به 9.8 میلیارد نفر برسد. مشکل این است که بیش از یک سوم کل گاز های گلخانه ای ناشی از نحوه تولید، پردازش و بسته بندی مواد غذایی است.

دانشمندان، محققان و توسعه دهندگان انرژی خورشیدی به دنبال راه هایی برای کاهش تاثیر انسان بر تغییرات آب و هوا بوده اند و به طور فزاینده ای به انرژی خورشیدی روی آورده اند. در 10 سال گذشته، صنعت خورشیدی جهش رشدی در ابعاد نوجوانی را تجربه کرد که به طور متوسط هر سال 33 درصد رشد داشت. امروزه انرژی خورشیدی کافی برای تامین انرژی ۱۸ میلیون خانه در ایالات متحده وجود دارد.

اما این یک راه حل خوب نیست. یک نگرانی گسترده در مورد پنل های خورشیدی به عنوان یک منبع انرژی تجدید پذیر قابل توجه، مقدار زیادی از آرایه های خورشیدی زمینی است که نیاز دارند.

انرژی خورشید در مقایسه با نیروگاه هایی که با سوخت فسیلی کار میکنند، به 10 برابر زمین در هر واحد نیرو نیاز دارد. شبکه ملی انرژی های تجدید پذیر (NREL) تخمین میزند که تا سال 2030 حدود 2 میلیون هکتار زمین برای تاسیسات خورشیدی استفاده خواهد شد.

اما پنل های خورشیدی میتوانند با به اشتراک گذاشتن فضا با گیاهان و حیوانات در زمین‌ های کشاورزی، زمین کمتری را جذب کنند. این تنها آغاز مزایای سیستم‌های AV است.

Agrivoltaics به گیاهان و حیوانات کمک میکند

هنگامی که گیاهان در حال رشد هستند، نقطه اشباع نور خورشید دارند. گیاهان هم همینطور. آنها نمیتوانند به صورت تصاعدی نور خورشید را جذب کنند.

نور نامحدود خورشید به معنای رشد سریع‌ تر یا بزرگ‌ تر محصولات نیز نیست. وقتی زیاد عرق میکنند. وقتی عرق میکنی، تشنه می شوی. گیاهان هم همینطور هستند، یعنی به آب بیشتری نیاز دارند.

اما زمانی که کشاورزان پانل های خورشیدی را در موقعیت مناسبی قرار می دهند تا مقدار مناسبی از نور خورشید را دریافت کنند، گیاهان بدون تشنگی زیاد نور مورد نیاز خود را دریافت میکنند.

مطالعات یک سایت تحقیقاتی در مونپلیه، فرانسه، نشان داده است که محصولات کاهویی که با استفاده از AV رشد میکنند، برابر یا بیشتر از کرت ها در آفتاب کامل بدون سیستم AV بوده و 20 درصد کاهش در مصرف آب محصولات داشته اند.

در دیگر آزمایش های AV که شامل پنل های خورشیدی در میان دام ها میشد، این پنل ها سایه ایجاد میکنند تا حیواناتی مانند گوسفند و گاو بتوانند در تمام طول روز چرا کنند و همچنان با نیاز کمتری به آب از آفتاب داغ خارج شوند. تیمی از دانشگاه کرنل حتی در حال پرورش گل های وحشی در اطراف پنل های خورشیدی هستند تا ببینند آیا میتواند به بهبود جمعیت رو به کاهش زنبور عسل کمک کند.

کشاورزان سود میبرند

مزایا در این رابطه همزیستی فقط یک طرفه نیستند. پنل های خورشیدی نیز مستقیماً از رابطه خود با گیاهان سود میبرند. اینجا جایی است که برخی از جادو های واقعی (علم) agrivoltaic اتفاق می افتد.

در گرم‌ ترین و جاذب‌ ترین مکان‌ های روی زمین، مانند صحرای موهاوی، پنل‌ های خورشیدی عملکرد خوبی ندارند (اما بیایید صادق باشیم، ما در گرمای بیش از 120 درجه فارنهایت [48.8 درجه سانتی‌گراد] نیز عملکرد خوبی نداریم) .

وقتی پنل های خورشیدی در بیابان ها قرار میگیرند، گرمایی را که از زمین جذب میکنند، حفظ میکنند و یک اثر جزیره گرمایی ایجاد میکنند که منطقه اطراف را بسیار داغ تر میکند.

اما سبزیجات را در زمین زیر پانل ها بکارید و گیاهان آب را از برگ های خود تعرق (عرق) میکنند. هوای اطراف را خنک میکند و به طور مستقیم پنل ها را خنک تر نگه میدارد. پانل ها می توانند در دما های سردتر عملکرد بهتری داشته باشند و نور خورشید بیشتری را به برق تبدیل کنند! خیلی باحاله، درسته؟

مطالعات انجام شده در دانشگاه ایالتی اورگان نشان داد که پنل های خورشیدی, با محصولات کاشته شده در زیر آن پنل ها میتوانند 10 درصد برق بیشتری تولید کنند.

کشاورزان یا صاحبان دام نیز از مزایای آن بهره مند میشوند. متأسفانه کشاورزان در سال های اخیر ضربه مالی خورده اند. در سال 2020 حدود 23 درصد ورشکستگی مزارع ایالات متحده نسبت به سال قبل افزایش داشت. از آنجایی که کشاورزان مسن تر عملیات را به کودکان یا یکی دیگر از اعضای خانواده واگذار میکنند، برخی به ایده مخاطره آمیز کشاورزی طولانی مدت به عنوان شغل متعهد نیستند.

رایان لوید، مدیر خرید دارایی در DSD Renewables میگوید با این حال، AV مسیر جدیدی را به جلو ارائه میکند. او میگوید : بسیاری از خانواده های کشاورز کمی هیجان زده میشوند، زیرا مثل این است که ما هنوز هم میتوانیم کشاورزی کنیم و یک منبع انرژی تجدید پذیر در زمین خود داشته باشیم.

Agrivoltaics همچنین به کشاورزان پتانسیل برای بازدهی بالاتر را ارائه میدهد و با اجازه دادن به آنها برای اجاره زمین خود به توسعه دهندگان خورشیدی، یک جریان درآمد اضافی ایجاد میکند.

پروژه های فعلی در شمال شرقی ایالات متحده در حال آزمایش با سیستم های AV در زمین چرای گوسفندان هستند. Dritenbas میگوید : این ممکن است به کاهش هزینه های چمن زنی و برخی از هزینه های عملیات و نگهداری کمک کند. ما با آنچه که کشاورزان تلاش میکنند مطابقت داریم و سعی میکنیم تا جایی که میتوانیم همزیستی کنیم.