آنچه در پی آمده است نگاهی دارد به فناوری انرژی خورشیدی به عنوان رقیبی برای سوخت های فسیلی و بکارگیری توسعه آن در مزارع کشاورزی که بخش اول آن» را دیروز ملاحظه کردید و اینک بخش دوم و پایانی را می خوانید:
***
“دینش” و همکاران آلمانی او دریافتند که تولید نهایی کاهو در سیستم “آگری ولتائیک” با کشت تک‌گونه‌ای آن کاملاً قابل‌مقایسه است. در واقع این سیستم برای گیاهانی که مقاوم به سایه ‌اندازی هستند، بهترین نتیجه را در بردارد. شبیه‌سازی انجام‌شده توسط محققان دیگر هم نشان داد که در سیستم “آگری ولتائیک” پتانسیل بهره‌وری زمین به میزان ۶۰ تا ۷۰ درصد افزایش یافته است. علاوه بر این “دینش” و همکاران دریافتند که ارزش برق خورشیدی تولیدی به همراه ارزش محصولات زراعی تولیدشده، موجب افزایش بیش از ۳۰ درصدی ارزش اقتصادی مزارع در مقایسه با سیستم کشاورزی مدرن می‌شود. سیستم‌های “آگری ولتائیک” برای تولید محصولات تابستانی با توجه به میکروکلیمایی که ایجاد می‌کنند و اثر جانبی که روی کنترل گرما و رطوبت نسبی دارند، مفید خواهند بود.
همچنین شمار دیگری از محققان در تحقیقی که انجام دادند، دریافتند که سیستم‌های “آگری ولتائیک” می‌توانند از طریق افزایش بهره‌وری زمین به خصوص در کشورهایی که با محدودیت زمین مواجه هستند، بسیار کارآمد باشند. به‌طور مثال، در کشورهایی نظیر هند، جایی که ظرفیت فتوولتائیک (PV) اتصال شده به شبکه، از تقریباً صفر به ۶۰۰ مگاوات در عرض چهار سال افزایش‌یافته است، یکی از مسائل کلیدی به وجود آمده ، محدودیت زمین بوده و استفاده از زمین برای کشاورزی و انرژی تجدیدپذیر به‌طور همزمان مطرح شده است .
اشتراک‌گذاری خورشیدی
از سوی دیگر، کشاورزان ژاپنی هم در حال بهره‌برداری از فرصت‌های جدید برای تولید برق در مزارع، همزمان با تولید محصولات کشاورزی خود هستند. در ماه آوریل ۲۰۱۳، وزارت زراعت، جنگلداری و شیلات ژاپن استقرار سیستم خورشیدی PVرا در مزارع کشاورزی تحت عنوان «اشتراک‌گذاری خورشید » تأیید کرد؛ عملی که قبلاً تحت قانون حمایت از زمین‌های کشاورزی ممنوع اعلام شده بود، صرف‌نظر از اینکه زمین در حال تولید یا بایر بوده باشد.
بر اساس دستورالعمل‌های MAFF سیستم به‌گونه‌ای طراحی شده است که اجازه می‌دهد سطح مناسبی از نور خورشید به گیاهان زراعی تابیده شده و فضای کافی برای فعالیت ماشین‌آلات کشاورزی وجود داشته باشد. کل سازه در صورت لزوم به‌راحتی قابل برچیده شدن و جابجایی بوده بدون آنکه پایه‌های سیمانی در سطح مزرعه باقی بمانند. سیستم PVکه «آکیرا ناگاشیما» طراحی کرد علیرغم نداشتن پایه‌های بتنی به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای در مقابل زلزله و باد مقاوم است.
اعمال دستورالعمل‌های MAFF این اطمینان را ایجاد کرد که کشاورزان در مزارع کماکان به تولید مؤثر ادامه داده و تغییرکاربری اراضی به سایت نیروگاهی برای تولید صرف انرژی خورشیدی صورت نخواهد پذیرفت. کشاورزان ژاپنی بایستی گزارش سالانه‌ای از تولید محصولات کشاورزی خود در این‌گونه سایت ها ارائه دهند تا اگر مقدار محصول تولیدی کمتر از ۸۰ درصد باشد، سیستم PVبرچیده شود.
مطالعات نشان می‌دهد که اگر سیستم اشتراک‌گذاری انرژی خورشیدی در ۲۰ درصد از زمین‌های کشاورزی ژاپن نصب شود، می‌تواند سالانه تا ۹ر۴۷۴ میلیون مگاوات برق تولید کند که در حدود ۵۷ درصد از کل تقاضای برق ژاپن در سال ۲۰۱۴ بوده است.
طرح موضوع و اهمیت آن
ایران از جمله معدود کشورهای دنیاست که با داشتن بیش از ۳۰۰ روز آفتابی در طول سال ( به‌طور متوسط حدوداً ۲۸۰۰ ساعت خورشیدی) دارای شدت انرژی بالاتر از سطح متوسط جهانی است؛ این بدین معناست که اولاً سرمایه‌گذاری در بخش احداث نیروگاه‌های خورشیدی در مقیاس‌های مختلف توجیه فنی، اقتصادی و زیست‌محیطی دارد و ثانیاً با توجه به شدت بالای تابش در کشور، اکثر گیاهان زراعی نیاز به دریافت تمام نور خورشید برای انجام فتوسنتز و رشد و نمو را ندارند. چرا که هر سطحی از نور فراتر از نقطه اشباع، میزان فتوسنتز را افزایش نخواهد داد و حتی در مناطق خشک و نیمه‌خشک می‌تواند از طریق کاهش رطوبت نسبی و تبخیر زیاد کاملاً مضر هم باشد. بنابراین، اگر محصولات زراعی به خصوص آن‌هایی که مقاوم به سایه‌اندازی هستند، به همه نور خورشید برای فتوسنتز نیاز ندارند، چرا از مقدار اضافی برای تولید و تامین انرژی کشور استفاده
نشود.
با تشدید افت سطح آب‌های زیرزمینی و کسری ۶ میلیارد مترمکعبی حجم مخزن دشت‌ها، کشور با خطر کاهش قابل‌ملاحظه آب قابل استحصال برای تأمین آب بخش کشاورزی و به‌تبع آن کاهش درآمد و از دست دادن گسترده اشتغال بهره‌برداران مواجه است؛از این رو آیا بهتر نیست که همه تخم‌مرغ‌ها را در یک سبد نگذاریم؟ چرا ما از سیستم اشتراک خورشیدی برای مدیریت بحران و کاهش آثار سوء آن استفاده نکنیم؟ به‌عنوان‌مثال در سال‌های اخیر بسیاری از کشاورزان ایالت کالیفرنیای آمریکا که از خشکسالی ممتد و به‌تبع آن کاهش تولید و درآمد به ستوه آمده بودند، از طریق روی آوردن به تولید انرژی خورشیدی در مزارع خود انگیزه‌ای قوی برای ماندن در مزارع و ادامه فعالیت پیدا کرده‌اند.
در حقیقت استقرار پنل‌های فتوولتائیک در مزارع برای تولید انرژی برق، با توجه به نیاز آبی کم برای شستشو، سیاستی قابل‌قبول و بهترین راهکار ممکن برای فائق آمدن بر مشکلات مالی ناشی از خشکسالی های ممتد و طولانی‌مدت است. انرژی تولیدشده می‌تواند در درجه اول برای تأمین برق مورد نیاز مراکز جمعیتی در شهرها و روستاهای پیرامونی، چاه‌های کشاورزی یا مراکز صنعتی مورد استفاده قرار بگیرد و در صورت عدم نیاز، به شبکه برق سراسری وصل شود. مضاف بر اینکه تولید الکتریسیته و درآمدزایی در کل سال ادامه خواهد داشت نه فقط در طول فصل زراعی.
نتایج تحقیقی که در کشور چین در خصوص امکان ایجاد دیوارهای بادشکن با پنل‌های خورشیدی برای کنترل ریز گردها انجام شد، نشان داد که پنل‌های خورشیدی قادرند که کسر قابل‌توجهی از ریزگردها را کنترل و در عین حال انرژی الکتریسیته قابل‌توجهی تولید کنند. اساس رویکرد پیشنهادی این است که ردیف‌هایی از پنل‌های خورشیدی با پوشش پشتی ورقه‌های فولاد ضدزنگ یا مواد مشابه به‌عنوان دیوارهای بادشکن در مجاورت کانون‌های محلی تولید گردوغبار نصب شود. این دیوارها شامل پنل‌هایی است که روی محورهای نصب‌شده تحت کنترل یک ایستگاه مرکزی برای تغییر زاویه قرارگیری نسبت به بادهای حامل گردوغبار در شرایط هشدار توسط اداره هواشناسی هستند.
امکان‌سنجی ایجاد این رویکرد با هدف مشابه و کاهش تبخیر در ایران توسط وزارتخانه‌های متبوع و مراکز دانشگاهی از طریق استقرار بادشکن با پنل‌های خورشیدی در مزارع پایلوت از اهمیت بالایی برخوردار است. استقرار نواری این‌گونه بادشکن‌ها در تلفیق با گیاهان مناسب کم آب و مقاوم مانند گل محمدی در سطح آن دسته از مزارع در کشور که در آن‌ها مشکل گردوغبار، کمبود آب، وزش بادهای شدید، تبخیر بالا و بازده کم اقتصادی وجود دارد می‌تواند راهکار و جایگزینی مناسب برای بادشکن‌های درختی در شرایطی که محدودیت آب برای آبیاری درختان وجود
دارد، باشد.
یکی دیگر از مزیت‌های این طرح آن است که آب حاصل از بارش‌ها در فصل غیر زراعی که از روی پنل‌های خورشیدی به پایین می‌ریزد می‌تواند از طریق کانال‌هایی به سمت استخرهای نگهداری هدایت و در شروع فصل زراعی برای آبیاری محصولات زراعی استفاده شود یا به چاهک‌های نفوذ هدایت و از تبخیر آن جلوگیری شود. از آب چاه‌های کشاورزی در فصل زراعی هم می‌توان استفاده دوگانه برای شستشوی پنل‌ها برای زدودن گردوغبار و هدایت آب حاصل از شستشو برای آبیاری گیاهان زراعی کشت‌شده در زیر پنل‌ها داشت.
پرورش دام در مزارع خورشیدی به خصوص برای تولیدات ارگانیک گوشت و تخم‌مرغ محبوب‌ترین گزینه دوگانه برای افزایش بهره‌وری است. در این سیستم‌ها پرورش مرغ، غاز و بوقلمون و دام‌های کوچک بسیار رایج است، چراکه سایه‌اندازی پنل‌ها و پوشش علفی مناسب و پرپشت در زیر پنل‌ها محیطی ایده آل و پناهگاهی مناسب برای تغذیه و رشد و نمو آن‌ها فراهم خواهد کرد .
سخن آخر
ساخت نیروگاه‌های کوچک اشتراک انرژی خورشیدی می‌تواند بخشی از یک راه‌حل پایدار برای برخی از مشکلات ناشی از خشکسالی در کشور باشد. ایده کشت همزمان محصولات کشاورزی و تولید برق خورشیدی در مزارع کشاورزی به دلایلی که گفته شد، بایستی به‌صورت جدی در وزارتخانه‌های نیرو ، جهاد کشاورزی و مجلس شورای اسلامی مطرح و مورد بررسی قرار گیرد؛ ایده‌ای که در کشورهای مختلف جهان مطرح، آزمایش و اجرا شده است.
در کشور ما ایران این ایده به لحاظ محدودیت‌های منابع آبی و لزوم آینده‌نگری برای حفظ انگیزه و اشتغال بهره‌برداران بخش کشاورزی در خصوص ماندن در روستاها و تجدید حیات بخش کشاورزی برای نسل‌های آینده اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.
از آنجایی که وزارت نیرو در نظر دارد در راستای اجرای تعهدات کشور در توافقنامه پاریس و اسناد بالادستی کشور از جمله برنامه ششم توسعه، در ۵ سال آینده میزان تولید برق از انرژی‌های تجدید پذیر در کشور را به حدود ۵۰۰۰ مگاوات و سهم انرژی‌های پاک (با احتساب انرژی برق‌آبی) در سبد انرژی کشور را تا پایان برنامه ششم به ۲۶ هزار مگاوات برساند، بدون شک سرمایه‌گذاری برای امکان‌سنجی و پیاده کردن سیستم‌های اشتراک خورشیدی در نقاط مختلف ایران علاوه بر مزیت‌های که گفته شده می‌تواند زمینه‌ساز تحولی بنیادی در اقتصاد انرژی کشور باشد.
با نگاه امیدوارانه، سیستم اشتراک‌گذاری خورشیدی می‌تواند بهره‌وری و ارزش افزوده را در بخش کشاورزی کشور بهبود و افزایش دهد؛ سیستمی که اگر در بستر سیاست‌گذاری آینده‌نگر و صحیح شکل گرفته و اجرا شود با تولید همزمان انرژی خورشیدی و محصولات زراعی قادر خواهد بود که کارگران بیشتری را به بخش کشاورزی جذب و روند مهاجرت به شهرها را معکوس کند. سخن آخر اینکه، در دسترس بودن فنآوری مناسب، اراده ملی و سیاست‌گذاری صحیح(حمایتی، تضمینی و تشویقی) فاکتورهای مهمی خواهند بود که منجر به سرمایه‌گذاری در این بخش می‌شود و نه چیز دیگر.
ایسنا