توسط : اگری‌ولتائیک، یا هم‌زیستی کشاورزی و انرژی خورشیدی، درحال تبدیل‌شدن به یکی از نوآورانه‌ترین راهکارهای جهان برای تولید هم‌زمان «غذا» و «برق پاک» است. پژوهش‌ها نشان می‌دهد که بسیاری از محصولات کشاورزی در سایه ملایم پنل‌های خورشیدی رشد بهتری دارند، آب کمتری مصرف می‌کنند و در برابر گرما، باد و تگرگ محافظت می‌شوند؛ موضوعی که هم به افزایش عملکرد مزارع منجر می‌شود و هم درآمد پایدار جدیدی برای کشاورزان ایجاد می‌کند. همین ترکیب کم‌نظیر از بهبود بهره‌وری زمین، کاهش انتشار کربن و سود اقتصادی باعث شده اگری‌ولتائیک با سرعتی بی‌سابقه در جهان گسترش یابد.
اگری‌ولتائیک چیست؟
گیاهان برای رشد به نور خورشید نیاز دارند، اما برخلاف تصور رایج، طیف کامل نور همیشه خوب نیست. هر گیاه مقدار بهینه‌ای از نور نیاز دارد که به عوامل مختلفی وابسته است، و بسیاری از محصولات در نور کامل خورشید دچار استرس شده و عملکردشان کاهش می‌یابد. به همین دلیل است که امروزه کشاورزان به سراغ روشی رفته‌اند که شاید عجیب به‌نظر برسد: پوشاندن مزارع با پنل‌های خورشیدی؛ برخی محصولات در سایه کنترل‌شده بهتر رشد می‌کنند. این شیوه که اکنون به‌سرعت درحال گسترش است، اگری‌ولتائیک (Agrivoltaics) نام دارد.
اگری‌ولتائیک یعنی ترکیب تولید محصولات کشاورزی (که نور خورشید را به غذا تبدیل می‌کند) با تولید برق خورشیدی (که نور خورشید را مستقیماً به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند). این نوع کشاورزی خورشیدی در ایالات متحده و حتی در کشور سرد و ابری کانادا نیز با سرعت درحال توسعه است.
براساس گزارش فوربز، اگری‌ولتائیک می‌تواند هم‌زمان نیاز غذایی و نیاز انرژی جوامع را تأمین کند و در عین حال وابستگی ما به سوخت‌های فسیلی قدیمی و آلاینده را کاهش دهد؛ سوخت‌هایی که منبع اصلی انتشار گازهای گلخانه‌ای و آلودگی هستند. به همین دلیل، سایه کنترل‌شده‌ای که پنل‌های خورشیدی روی مزرعه ایجاد می‌کنند، به نوعی تبدیل به سپر محافظ محصولات کشاورزی شده است.
مزایای انرژی خورشیدی در مزرعه
در سیستم‌های اگری‌ولتائیک (ترکیب کشاورزی و انرژی خورشیدی)، پنل‌های خورشیدی مزایای مختلفی دارند:
- تولید برق تجدیدپذیر
- کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای
- کاهش سرعت تغییرات اقلیمی
- افزایش بازده و عملکرد محصولات کشاورزی
- محافظت گیاهان در برابر تابش بیش‌ازحد خورشید
- محافظت در برابر شرایط نامساعد جوی مانند تگرگ
- صرفه‌جویی در مصرف آب و کاهش تبخیر
- افزایش اشتغال در بخش کشاورزی
- تقویت تولید غذای بومی و محلی
- بهبود سلامت انسان به‌دلیل کاهش آلودگی هوا
- افزایش درآمد کشاورزان
- ایجاد سپر مالی در برابر تورم
- امکان تولید کود نیتروژن‌دار در محل مزرعه
- تولید سوخت‌های تجدیدپذیر مانند آمونیاک بدون آب یا هیدروژن برای استفاده‌های مختلف
- تأمین برق مورد نیاز برای ایستگاه‌های شارژ خودروهای برقی، در مزرعه و خارج از آن
امروزه، براساس نتایج آزمایش‌ها و پروژه‌های پایلوت در سراسر جهان، ثابت شده که اگری‌ولتائیک می‌تواند عملکرد بسیاری از محصولات را بهبود دهد. این محصولات شامل بروکلی، کرفس، ذرت، انگور، کلم‌برگ، کاهو، علف مرتعی، فلفل، سیب‌زمینی، توت‌فرنگی، گوجه‌فرنگی و محصولات دیگر هستند.
یافته‌ها نشان می‌دهد که استفاده هم‌زمان از زمین برای «غذا» و «انرژی» نه‌تنها ممکن است، بلکه می‌تواند آینده‌ای پایدارتر، سودآورتر و کارآمدتر برای کشاورزی ایجاد کند.
دلیل موفقیت اگری‌ولتائیک و افزایش عملکرد محصولات این است که زیر پنل‌های خورشیدی یک ریزاقلیم (Microclimate) ایجاد می‌شود. همان‌طور که انتظار می‌رود، سایه پنل‌ها باعث کاهش دما می‌شود و این موضوع به چند شکل به گیاه کمک می‌کند:
- مصرف آب کمتر به‌دلیل کاهش تبخیر
- محافظت در برابر نور شدید خورشید
- کاهش آسیب از بادهای شدید
- محافظت در برابر تگرگ
- کاهش فرسایش خاک
در نهایت، کشاورزان می‌توانند غذای بیشتری در هر هکتار تولید کنند. این یعنی ثبات اقتصادی بیشتر برای کشاورزان و شاید هم کاهش هزینه خوراکی‌ها در فروشگاه‌ها!
فاصله ۸ متری بین ردیف‌های پنل‌های خورشیدی عمودی، بازده سیستم‌های اگری‌ولتائیک را تضمین می‌کند
کاهش هزینه‌ها و توسعه سریع اگری‌ولتائیک
در گذشته نه‌چندان دور، زمانی که اگری‌ولتائیک تازه مطرح شده بود، بیشتر کشاورزان حتی تصورش را هم نمی‌کردند که بتوانند چنین سیستم‌هایی را نصب کنند. اما هزینه‌های انرژی خورشیدی به‌شدت کاهش یافته و امروز، برق خورشیدی ارزان‌ترین نوع تولید برق است.
به همین دلیل، کشاورزان در سراسر جهان با سرعت زیاد درحال نصب سیستم‌های اگری‌ولتائیک هستند. این فناوری نه‌تنها برای محیط‌زیست و تولید غذا مفید است، بلکه راهی سودآور برای کاهش استفاده از سوخت‌های فسیلی و تولید انرژی پاک در مزرعه فراهم می‌کند.
رشد جهانی اگری‌ولتائیک
امروز، کشاورزان بیشتری درحال پیوستن به صنعت خورشیدی هستند. صنایع بزرگ کشاورزی در اروپا، آسیا و آمریکای شمالی با حمایت گسترده دولت، با سرعتی چشمگیر درحال گسترش مزارع اگری‌ولتائیک هستند.
در اروپا، کشورهایی مانند آلمان، فرانسه و ایتالیا اکنون قوانین کامل و مشخصی برای اگری‌ولتائیک دارند و حتی آزمایش نصب پنل‌های خورشیدی روی محصولاتی انجام می‌شود که شاید در نگاه اول «غیرمعمول» به‌نظر برسند؛ مانند درختان میوه.
این موضوع شگفت‌انگیز است که بدانیم ایجاد سایه عمدی برای یک درخت می‌تواند باعث افزایش باردهی آن شود. دلیلش هم این است که درختان بسیاری در برابر تابش بیش‌ازحد خورشید دچار استرس حرارتی می‌شوند و سایه کنترل‌شده می‌تواند به رشد بهتر آن‌ها کمک کند.
حتی شگفت‌انگیزتر، در چین از اگری‌ولتائیک برای مقابله با بیابان‌زایی استفاده می‌شود. نصب پنل‌های خورشیدی روی مناطق خشک و بیابانی، سایه‌ای ایجاد می‌کند که رطوبت خاک را حفظ کرده و محیط مناسبی برای رشد گیاهان مقاوم فراهم می‌شود. در نتیجه، حتی بیابان هم به‌تدریج عقب‌نشینی می‌کند و پوشش گیاهی بازمی‌گردد.
محبوبیت اگری‌ولتائیک در آمریکا
جالب است در آمریکا ـ جایی که تقریباً هر موضوعی رنگ‌وبوی سیاسی به خود می‌گیرد ـ نیز اگری‌ولتائیک با حمایت گسترده و غیرسیاسی روبه‌رو شده است.
طبق نظرسنجی‌هایی که در مناطق روستایی «میانه آمریکا» انجام شده (از میشیگان در شمال تا تگزاس در جنوب)، ۸۲ درصد از مردم گفته‌اند در صورتی از توسعه نیروگاه‌های خورشیدی حمایت می‌کنند که این پروژه‌ها با کشاورزی ترکیب شوند.
این حمایت دلایل روشنی دارد:
- مردم مناطق روستایی به حفظ اشتغال کشاورزی اهمیت می‌دهند.
- افزایش درآمد کشاورزان از فروش برق برای آن‌ها جذاب است.
- اگری‌ولتائیک اغلب باعث افزایش عملکرد محصولات می‌شود.
- درآمد برق خورشیدی ثابت، سالانه و قابل پیش‌بینی است.
- این درآمد یک حاشیهٔ امن مالی ایجاد می‌کند؛ هم در برابر تورم و هم در برابر فصل‌های ضعیف کشاورزی.
آیا محافظت از محصولات با پنل‌های خورشیدی واقعاً برای محیط زیست مفید است؟
بله. پژوهش‌های محیط‌زیستی متعددی روی اگری‌ولتائیک انجام شده و نتایج نشان می‌دهد این شیوه نه‌تنها به محیط زیست کمک می‌کند، بلکه می‌تواند به افزایش تنوع زیستی هم منجر شود.
یکی از شفاف‌ترین این بررسی‌ها، تحلیل چرخه عمر (LCA) اگری‌ولتائیک است؛ تحلیلی که اثرات محیط‌زیستی یک فناوری را از مرحله طراحی تا بهره‌برداری ارزیابی می‌کند. براساس این مطالعه، مزارعی که با پنل‌های خورشیدی سایه‌دار شده‌اند، ۶۹ درصد کربن کمتری منتشر می‌کنند و ۸۳ درصد انرژی فسیلی کمتری نسبت به حالتی مصرف می‌کنند که تولید غذا و انرژی خورشیدی در دو سامانه جداگانه انجام شود.
با وجود اینکه پایداری محیط‌زیستی برای تمامی کشاورزان موضوعی مهم است، اما به‌نظر می‌رسد دلیل اصلی رشد انفجاری اگری‌ولتائیک چیز دیگری باشد. آنچه این فناوری را جذاب کرده، بهبود اقتصاد مزرعه است: درآمد پایدار و سالانه از تولید برق خورشیدی، به‌علاوه افزایش عملکرد محصولات، سبب می‌شود کشاورزان بتوانند درآمد بیشتری از هر هکتار زمین کسب کنند.
اگری‌ولتائیک درواقع یک فناوری هوشمند است که اتفاقاً تأثیر مثبت بزرگی بر محیط‌زیست نیز دارد؛ موضوعی که تقریباً همه می‌توانند از آن حمایت کنند.
