مزارع اشتراک خورشیدی و آگری ولتائیک

نمودار زیر نشان می‌دهد که اگر سیستم اشتراک‌گذاری انرژی خورشیدی در 20 درصد از زمین‌های کشاورزی ژاپن نصب شود، می‌تواند سالانه تا 474.9 میلیون مگاوات برق تولید کند، که در حدود 57 درصد از کل تقاضای برق ژاپن در سال 2014 است [16].

 
طرح موضوع و اهمیت آن
ایران از جمله معدود کشورهای دنیاست که با داشتن بیش از 300 روز آفتابی در طول سال ( به‌طور متوسط حدوداً 2800 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 داشته 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 بخصوص آن‌هایی که مقاوم به سایه‌اندازی هستند، به تمام نور خورشید برای فتوسنتز نیاز ندارند، چرا از مقدار اضافی برای تولید انرژی در کشور استفاده نشود؟
با تشدید افت سطح آب‌های زیرزمینی و کسری 6 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. 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 [17]. در حقیقت استقرار پنل‌های فتوولتائیک در مزارع برای تولید انرژی برق، بجهت 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 و یا مراکز صنعتی مورد استفاده قرار گرفته و در صورت عدم نیاز، به شبکه برق سراسری وصل گردد. 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[18]. اساس رویکرد پیشنهادی این است که ردیف‌های از پنل‌های خورشیدی با پوشش پشتی ورقه‌های فولاد ضدزنگ و یا مواد مشابه به‌عنوان دیوارهای بادشکن در مجاورت کانون‌های محلی تولید گردوغبار نصب می‌گردد. این دیوارها شامل پنل‌هایی بوده که بر روی محورهای نصب‌شده تحت کنترل یک ایستگاه مرکزی برای تغییر زاویه قرارگیری نسبت به بادهای حامل گردوغبار در شرایط هشدار توسط اداره هواشناسی هستند ، همان‌طور که در شکل‌های زیر (a&b) نشان داده شده است.

 
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 جهت 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 کانال‌های به سمت استخرهای نگهداری هدایت و در شروع فصل زراعی برای آبیاری محصولات زراعی استفاده شود و یا به چاهک‌های نفوذ هدایت شده و از تبخیر آن جلوگیری شود. از آب چاه‌های کشاورزی در فصل زراعی هم می‌توان استفاده دوگانه برای شستشوی پنل‌ها جهت زدودن گردوغبار، و هدایت آب حاصل از شستشو برای آبیاری گیاهان زراعی کشت‌شده در زیر پنل‌ها داشت.
پرورش دام در مزارع خورشیدی بخصوص 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 ایدئال و پناهگاهی مناسب برای تغذیه و رشد و نمو آن‌ها فراهم خواهد کرد (شکل زیر، نیروگاه اشتراک خورشیدی در Oo ، تسوکوبا، ژاپن، جولای 2015).

 
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 و 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 در جهت حفظ انگیزه و اشتغال بهره‌برداران بخش کشاورزی برای 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 5 سال آینده میزان تولید برق از انرژی‌های تجدید پذیر در کشور را به حدود 5000 مگاوات و سهم انرژی‌های پاک (با احتساب انرژی برق‌آبی) در سبد انرژی کشور را تا پایان برنامه ششم به 26 هزار مگاوات برساند[19]. بدون شک سرمایه‌گذاری برای امکان‌سنجی و پیاده کردن سیستم‌های اشتراک خورشیدی در نقاط مختلف ایران علاوه بر مزیت‌های که گفته شد می‌تواند زمینه‌ساز تحولی بنیادی در اقتصاد انرژی کشور باشد. با نگاه امیدوارانه، سیستم اشتراک‌گذاری خورشیدی می‌تواند بهره‌وری و ارزش افزوده را در بخش کشاورزی در 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. و 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.

برچسب‌ها: برق, خورشیدی, ژاپن, مزارع, اشتراک