یادداشت؛ علیرضا کیهان پور:
اگری‌ولتاییک ؛ هم‌افزایی کشاورزی و انرژی خورشیدی برای آینده
فاخته- چکیده: اگری‌ولتاییک (Agri-Voltaics) یا "کشاورزی خورشیدی" ، به‌عنوان یکی از نوآورانه‌ترین رهیافت‌های توسعه پایدار در دهه‌های اخیر شناخته می‌شود.
این فناوری به استفاده همزمان از زمین برای تولید محصولات کشاورزی و انرژی خورشیدی اطلاق می‌شود.
در شرایطی که بحران آب، تغییرات اقلیمی و نیاز روزافزون به انرژی‌های پاک آینده بشر را تهدید می‌کنند،"اگری‌ولتاییک" می‌تواند زمینه‌ساز افزایش بهره‌وری زمین، کاهش مصرف آب، تولید همزمان غذا و انرژی و ارتقای تاب‌آوری جوامع روستایی گردد.
این مقاله با رویکردی علمی و تحلیلی، مبانی نظری اگری‌ولتاییک، تجربه‌های جهانی، ظرفیت‌های ایران، چالش‌ها و چشم‌انداز آینده آن را بررسی می‌کند.
کلیدواژه‌ها : اگری‌ولتاییک، کشاورزی خورشیدی، امنیت غذایی، انرژی پاک، توسعه پایدار
مقدمه: امنیت غذایی و انرژی دو رکن اساسی پایداری جوامع انسانی به شمار می‌روند. رشد سریع جمعیت جهانی، محدودیت منابع آب، تخریب محیط‌زیست و وابستگی به سوخت‌های فسیلی، شرایطی پیچیده و بحرانی برای آینده بشر ایجاد کرده است. در این بستر، فناوری‌هایی که توان پاسخ‌گویی به چند نیاز اساسی را به‌طور همزمان داشته باشند، اهمیت ویژه‌ای می‌یابند.
"اگری‌ولتاییک" یکی از این فناوری‌هاست که در دهه‌های اخیر به‌طور فزاینده‌ای مورد توجه محققان، دولت‌ها و سرمایه‌گذاران قرار گرفته است.
مبانی علمی و نظری اگری‌ولتاییک
اگری‌ولتاییک بر اساس ترکیب دو کاربری زمین طراحی شده است :
تولید کشاورزی و تولید برق خورشیدی.
اصل اساسی این است که نور خورشید بیش از حدی است که گیاهان بتوانند به‌طور کامل جذب کنند. بنابراین بخش قابل توجهی از انرژی تابشی خورشید هدر می‌رود. پنل‌های خورشیدی در سیستم‌های اگری‌ولتاییک این پرتوهای اضافی را جذب کرده و به برق تبدیل می‌کنند و در عین حال، مقدار کافی نور برای فتوسنتز گیاه باقی می‌گذارند.
مزایای علمی و زیست‌محیطی این فناوری عبارت‌اند از:
افزایش بهره‌وری زمین: استفاده همزمان از زمین برای دو هدف.
کاهش تبخیر: سایه ناشی از پنل‌ها موجب صرفه‌جویی قابل توجه در مصرف آب می‌شود.
کاهش استرس گرمایی: سایه ملایم باعث کاهش آسیب به گیاهان حساس به گرما می شود.
کاهش انتشار کربن: جایگزینی برق خورشیدی با سوخت‌های فسیلی.
تجربه‌های جهانی
آلمان
در آلمان پروژه‌های گسترده تحقیقاتی اگری‌ولتاییک اجرا شده و نتایج نشان داده‌اند که بهره‌وری زمین تا ۸۰ درصد افزایش می‌یابد. برخی از پروژه‌ها همزمان از پنل‌ها به‌عنوان "منبع سایه برای دام" بهره برده‌اند.
فرانسه
جنوب فرانسه شاهد اجرای اگری‌ولتاییک در تاکستان‌ها بوده است. نتایج نشان داد که سایه‌افکنی کنترل‌شده موجب بهبود کیفیت انگور و حفاظت در برابر آفتاب‌سوختگی شد.
ژاپن
ژاپن به‌دلیل کمبود زمین، یکی از نخستین کشورهایی بود که اگری‌ولتاییک را در مزارع برنج، سیب‌زمینی و سبزیجات پیاده‌سازی کرد. دولت این کشور تسهیلات ویژه‌ای برای کشاورزان فعال در این حوزه فراهم کرده است.
هند
در ایالت‌های "گجرات و ماهاراشترا" ، پنل‌های خورشیدی بر فراز مزارع نصب شده و کشاورزان علاوه بر تولید محصول، برق اضافی را به شبکه ملی می‌فروشند. این امر درآمد آنان را دو برابر کرده است.
امارات و عربستان
این کشورها در تلاش‌اند تا با ترکیب اگری‌ولتاییک و گلخانه‌های هوشمند، مصرف انرژی و آب را کاهش دهند.
ظرفیت‌های ایران
ایران با بیش از ۳۰۰ روز آفتابی در سال و تنوع اقلیمی، ظرفیت بسیار بالایی برای توسعه اگری‌ولتاییک دارد.
بحران آب، کاهش بارندگی و فشار بر منابع کشاورزی، ضرورت بهره‌گیری از این فناوری را دوچندان می‌سازد.
استان‌های مستعد :
یزد، کرمان، سیستان و بلوچستان: کاهش تبخیر و حفاظت از محصولات.
فارس، خوزستان: باغات خرما و مرکبات.
خراسان‌ها: زعفران و گیاهان دارویی.
شمال کشور: گلخانه‌های مجهز به پنل خورشیدی.
تحلیل فنی و اقتصادی
اگری‌ولتاییک در ایران می‌تواند منجر به:
کاهش مصرف آب تا ۳۰ درصد.
افزایش بهره‌وری زمین تا ۱.۵ برابر.
ایجاد درآمد دوگانه برای کشاورزان.
کاهش ریسک اقلیمی محصولات.
مدل‌های پیشنهادی برای ایران
باغات خرما + پنل خورشیدی در جنوب ایران.
زعفران + پنل خورشیدی در خراسان های رضوی، شمالی و جنوبی
گلخانه‌های خورشیدی در شمال کشور.
مراتع دام + پنل خورشیدی در مناطق مرکزی.
چالش‌ها
سرمایه‌گذاری اولیه سنگین.
نبود قوانین مشخص برای فروش برق مازاد تولیدی.
نیاز به آموزش کشاورزان.
لزوم بومی‌سازی فناوری.
چشم‌انداز آینده
"اگری‌ولتاییک" می‌تواند به‌عنوان راهبردی کلیدی در تحقق توسعه پایدار در ایران مطرح شود. این فناوری نه تنها به کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی کمک می‌کند بلکه موجب ارتقای امنیت غذایی و انرژی و بازآفرینی اقتصادی در مناطق روستایی می‌شود.
سخن پایانی
با توجه به شرایط اقلیمی و اقتصادی ایران، اگری‌ولتاییک ضرورتی راهبردی است. اجرای سیاست‌های حمایتی، سرمایه‌گذاری و انتقال فناوری می‌تواند این فناوری را در کشور فراگیر کند و به یک انقلاب سبز نوین منجر شود./769
علیرضا کیهان‌پور
منابع:
Amaducci, S., Yin, X., & Colauzzi, M. (2018). Agrivoltaic systems to optimise land use for electric energy production. Applied Energy, 220, 545–561.
Dupraz, C., et al. (2011). Combining solar panels and food crops: agrivoltaic systems. Renewable Energy, 36(10), 2725–2732.
Weselek, A., Ehmann, A., Zikeli, S., Lewandowski, I., & Högy, P. (2019). Agrivoltaic systems: applications, challenges, and opportunities. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 105, 468–477.
دسترسی سریع
بخش های مفید
راه های ارتباطی
