The Solarest موقع عربي مختص في الطاقة الشمسية من اخبار وفيديوهات تعليمية
مقالات مشابهة
أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الزراعية (بالإنجليزية Agriculture PV، واختصاراً agriPV أو APV) هي أنظمة يتم فيها استخدام الأراضي للزراعة وإنتاج الطاقة الشمسية الكهروضوئية في وقت واحد.
وتبرز أهمية وجدوى هذه الأنظمة بشكل واضح في البلدان التي لا تتوافر فيها المساحات الكافية لتركيب مشاريع الطاقة الشمسية الأرضي (Ground Mounted PV)، أو في المناطق التي تشهد تنافس حاد على الأراضي لاستخدامها للغايات الزراعية أو تركيب محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية. فيأتي هذا النوع من الأنظمة كحل يتم فيه استخدام الأراضي بشكل مزدوج للزراعة وإنتاج الطاقة في وقت واحد.
كما توفر أنظمة الطاقة الكهروضوئية الزراعية فوائد إضافية للأنظمة الزراعية، مثل:
- حماية المحاصيل من الحرارة، الصقيع، أشعة الشمس المباشرة، ومن تساقط حبات البرد.
- تقليل معدلات تبخر مياه الري.
- توفير ظل للعاملين في الزراعة وحصد المحاصيل.
صورة (1): تعمل أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الزراعية على توفير الظلال للعاملين في المجال الزراعي.
تصميم أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الزراعية (agriPV)
من الأمور التي يجب أخذها بعين الاعتبار عند تصميم أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الزراعية:
- نوع المحاصيل المزروعة في الأرض، ارتفاعها، وتأثرها بدرجات الحرارة، وكمية الضوء الساقط عليها.
- الارتفاع الأدنى للهياكل المعدنية المستخدمة لتثبيت الألواح لتفادي أن تسبب المحاصيل ظلالاً على الألواح.
- الارتفاع الأدنى للهياكل المعدنية، والمسافة بين مصفوفات الألواح الكهروضوئية، وكذلك المسافة بين أرجل الهياكل المعدنية يجب أن تكون كافية لمرور الآلات الزراعية المستخدمة، ولمرور ضوء كافي لعملية البناء الضوئي للمحاصيل المزروعة أسفل الألواح.
- طريقة تثبيت الهياكل المعدنية في أرض المشروع، وعدم تأثيرها على طبيعة الأرض الزراعية في المستقبل.
- طريقة تنظيف الألواح خلال فترة الصيانة والتشغيل.
- الآليات المتبعة للوصول إلى الألواح في فترة الصيانة والتشغيل، وعدم تأثيرها على المحاصيل الزراعية أسفل الألواح.
ومن باب التأكيد، فإن تصميم هذه الأنظمة يجب أن يأخذ بعين الاعتبار الإنتاجية الكهربائية وإنتاجية المحاصيل الزراعية. حيث ان إنتاجية المحاصيل الزراعية سوف تختلف مقارنة مع إنتاجية المحاصيل المزروعة بشكل تقليدي وذلك بناءً على:
- نوع المحاصيل المزروعة، حيث يختلف التأثير بناءً على نوع المحاصيل، وكمية الضوء اللازم لها للقيام بعملية البناء الضوئي.
- موقع المشروع.
- تصميم المشروع، لأن التصميم يؤثر بشكل مباشر على كمية الضوء الساقطة على المحاصيل.
لذلك فإنه من المهم إشراك مختصين من القطاع الزراعي في عملية التصميم.
استغلال المساحات بالشكل الأمثل
يرى العديد من الخبراء أن هذا النوع من الأنظمة يعمل على استغلال المساحات المتوافرة بالشكل الأمثل، حيث إن الإنتاجية الإجمالية للأراضي من المحاصيل الزراعية والطاقة الكهربائية سوف تكون أعلى من الوضع التقليدي والذي يتم فيه استخدام الأرض إما للزراعة أو لتركيب مشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية لإنتاج الطاقة.
صورة (2): مثال توضيحي على كفاءة استخدام المساحات في مشاريع أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الزراعية.
طرق تثبيت الأنظمة الكهروضوئية الزراعية
يمكن تثلبت الهياكل المعدنية في الأنظمة الكهروضوئية الزراعية (agriPV) بأكثر من طريقة، نذكر منها:
- الهياكل المعدنية الثابتة التقليدية.
في هذا النوع من التركيبات، يتم استغلال المساحات المتوفرة ما بين مصفوفات الهياكل المعدنية الثابتة (التقليدية) لزراعة أنواع معينة من المحاصيل.
ولكن يمكن زراعة أنواع محددة من المحاصيل في هذا النوع من الأنظمة، كما أن نسبة المساحة المستغلة للزراعة تكون منخفضة.
صورة (3): مثال على الأنظمة الكهروضوئية الزراعية باستخدام الهياكل المعدنية الثابتة التقليدية. (مصدر الصورة: NSEFI – National Solar Energy Federation of India).
- هياكل معدنية ثابتة مرتفعة.
يمكن تصميم هياكل معدنية مرتفعة بحيث تكون أسفل نقطة من الألواح ترتفع ما لا يقل عن 2-2.5 متر عن الأرض على سبيل المثال. وبذلك يمكن زراعة أنواع أكثر من المحاصيل الزراعية مقارنة مع استخدام الهياكل المعدنية الثابتة التقليدية.
صورة (4): مثال على الأنظمة الكهروضوئية الزراعية باستخدام هياكل معدنية ثابتة مرتفعة. (مصدر الصورة: شركة BayWa re).
- هياكل معدنية مترفعة مع متتبعات شمسية.
يتميز هذا النوع من التركيبات بإمكانية تنظيم الضوء الساقط على الألواح أو الضوء الساقط على المحاصيل، لزيادة وتحسين المحاصيل الزراعية والطاقة الكهربائية المنتجة.
صورة (5): مثال على الأنظمة الكهروضوئية الزراعية باستخدام هياكل معدنية مرتفعة بمتتبعات شمسية باتجاه واحد (Single Axis Tracker). (مصدر الصورة: شركة REM TEC).
4. الأنظمة العودية ذات الوجهين (Vertical Bifacial).
في هذا النوع من الأنظمة يتم تثبيت الألواح الشمسية الكهروضوئية ذات الوجهين بشكل عمودي مع ترك مسافات كافية ما بين مصفوفات الألواح للزراعة ولمرور الآلات الزراعية المستخدمة.
صورة (6): مثال على الأنظمة الكهروضوئية العمودية ذات الوجهين (Vertical Bifacial). (مصدر الصورة: شركة Next2Sun).
