⇐بدايه – تعرف على الزراعه الكهروضوئيه

يحتاج النظام الشمسي الكهروضوئي إلى مساحات واسعة تتناسب مع عدد الألواح ونوع النظام  ولكن هذه المساحات قد تكون على حساب الأراضي الزراعية. و بالتالي ظهرت فكرة الزراعة الكهروضوئية Agrophotovoltaics للمحافظة على الأراضي الزراعية والاستفادة منها في الوقت نفسه في مجال الطاقة الشمسية.

الزراعة الكهروضوئية- Agrohotovoltaics

يقصد بالزراعة الكهروضوئية تنصيب نظام شمسي كهروضوئي فوق محاصيل زراعية مثمرة للاستفادة القصوى من المساحة المتوفرة.

أجرى الباحثون في معهد فراونهوفر الألماني لأنظمة الطاقة الشمسية دراسة تجريبية مطولة استمرت لمدة عامين على أربع أنواع من المحاصيل ، وهما : القمح الشتوي والبطاطا والكرافس والبرسيم وذلك في منطقة زراعية في ألمانيا حيث تم تنصيب ألواح شمسية كهروضوئية فوق مكان زراعة هذه المحاصيل على ارتفاع قدره 5 أمتار. ومن ثم تمت عملية مراقبة هذه المحاصيل من حيث الإنتاج ومقارنته بأراض لم يتم تركيب ألواح كهروضوئية عليها، وكانت النتائج كالتالي:

تمت ثلاثة محاصيل من أصل الأربعة المزروعة تحت النظام الكهروضوئي بشكل أكبر بالمقارنة مع مثيلاتها من المحاصيل المزروعة بدون نظام كهروضوئي وكان العائد الأكبر من محصول الكرافس. حيث ازداد المحصول بنسبة 12% بالمقارنة مع المحصول المرجعي (بدون ألواح كهروضوئية).وأيضاً ازداد العائد للأراضي المزروعة بالقمح الشتوي بنسبة 3% بالمقارنة مع المحصول المرجعي بينما انخفض العائد من البرسيم بنسبة 8%.

وبالتالي فإنه يمكننا الجمع بين التطبيقين الزراعي والكهربائي على نفس قطعة الأرض وتوفير 50% من الأراضي المستخدمة. إن هذا الدمج يحسن من إنتاج الكهرباء من النظام الشمسي بنسبة 17%. وبالنتيجة فإن كفاءة استخدام الأراضي قد ترتفع إلى 186% عند دمج التطبيقات كما في الصورة التالية.

تأثير الألواح الكهروضوئية على التربة

بالإضافة إلى مراقبة إنتاج المحاصيل، تمت مراقبة الظروف المناخية أسفل الألواح الشمسية الكهروضوئية وكانت النتائج فوق التوقعات. وجد الباحثون أن قيمة الإشعاع الشمسي تحت الألواح أقل بنسبة 30% عن قيمة الإشعاع الشمسي الساقط على الأراضي الخالية من الألواح الشمسية، كما يؤثر وجود الألواح على درجة حرارة التربة والندى. خلص الباحثون إلى أن الظل الناتج عن الألواح الشمسية الكهروضوئية النصف شفافة يجعل من الأراضي الزراعية التي توجد تحتها تتمتع بقدرة أكبر على تحمل الظروف المناخية الحارة والجافة.

فوائد مختلفة للنظام الكهروضوئي الزراعي

إن تكلفة إنتاج الطاقة من النظام الكهروضوئي الزراعي يمكن مقارنتها اليوم بنظام شمسي كهروضوئي صغير مركب على سطح بناء، ويتوقع الباحثون انخفاضا أكبر في هذه التكلفة نتيجة للوفرة في الحجم وتأثير التعلم، كما أن تخزين الطاقة الكهربائية المنتجة يمكن أن يقدم تطبيقات جديدة أيضا.

مستقبل الزراعة الكهروضوئية

تظهر نتائج التجربة أن هنالك إمكانية كبيرة للاستفادة من هذه الأنظمة في المناطق ذات المناخ الجاف والقاحل حيث يمكن أن تستفيد المحاصيل من الظل الذي تقدمه الألواح الشمسية. كما أظهرت دراسة أولوية أجريت في معهد فرانهوفر الألماني ISE Fraunhofer من أجل منطقة ولاية ماهاراشترا  maharashtra الهندية أن تأثير الظل الناتج عن الألواح وانخفاض التبخر ينتج عنه زيادة في إنتاج حقول الطماطم والقطن بنسبة 40%.

ويعمل العلماء في معهد ISE Fraunhofer على مشروع مشترك مع برنامج الاتحاد الأوربي EU Program Horizon 2020 مع شركاء من الجزائر لاختبار تأثير النظام الكهروضوئي الزراعي على توازن الماء بالإضافة إلى إمكانية الاستفادة من مياه الأمطار الهاطلة إلى جانب انخفاض نسبة التبخير وانخفاض الحرارة.