اگری‌ولتاییک کاربرد دوگانه‌ی زمین برای کشاورزی و تولید برق با استفاده از پنل‌های خورشید است. به اصطلاح اگری‌ولتاییک که ترکیبی از agriculture (کشاورزی) و فتوولتاییک (photovoltaics، تولید برق از نور) است. بیشتر سیستم های فتوولتائیک خورشیدی (PV) بزرگ و روی زمین که فقط برای تولید انرژی خورشیدی استفاده می شود نصب می شوند. امکان استقرار انرژی خورشیدی و کشاورزی در یک زمین وجود دارد که می تواند مزایایی برای صنایع خورشیدی و کشاورزی داشته باشد.
هم‌مکانی که به عنوان اگری‌ولتاییک یا خورشیدی با کاربرد دوگانه نیز شناخته می‌شود، به عنوان تولیدات کشاورزی، مانند تولید محصولات کشاورزی یا دام یا زیستگاه‌های گرده‌افشان، زیر صفحات خورشیدی یا در مجاورت صفحات خورشیدی تعریف می‌شود.
چرا اگری‌ولتاییک مهم است؟
در مدل‌های یک سیستم برق کربن‌زدایی شده، مطالعه آینده‌های خورشیدی را تخمین می زنند. انرژی خورشیدی می‌تواند تا سال 2035 در 1 تراوات ظرفیت تولید برق را به شبکه ارائه کند، که نیاز به 5.7 میلیون هکتار زمین دارد. در حالی که این بخش کوچکی (کمتر از 0.3٪) از مساحت زمین ایالات متحده است.
بهینه‌سازی طرح‌های سیستم و شیوه‌های تجاری به امکان استفاده همزمان از زمین برای هر دو صنعت کمک می‌کند، می‌تواند به نفع کشاورزان باشد و هزینه‌های خورشیدی را کاهش دهد
سازگاری با کشاورزی
اگری‌ولتاییک یک راه حل موثر، کارآمد و نوآورانه برای رقابت برای استفاده از زمین از طریق ایجاد هم افزایی بین انرژی های تجدیدپذیر و کشاورزی ارائه می دهد، در حالی که توسعه پایدار روستایی و حفاظت از تنوع زیستی و اکوسیستم را ارتقا می دهد.
این یکی از اهداف اصلی موسوم به معامله سبز است که مجموعه ای از اقدامات را با هدف حمایت از کربن زدایی این بخش ایجاد می کند و اگری‌ولتاییک نقش اساسی در آن ایفا می کند.
طراحی های سیستم
سه نوع اساسی از اگری‌ولتاییک وجود دارد که به طور فعال در حال تحقیق هستند:
- آرایه های خورشیدی با فاصله بین محصولات زراعی.
- آرایه های خورشیدی پایه دار بالای محصولات کشاورزی
- آرایه های خورشیدی گلخانه ای
هر سه سیستم دارای چندین متغیر هستند که برای به حداکثر رساندن انرژی خورشیدی جذب شده در پنل ها و محصولات کشاورزی استفاده می شود. متغیر اصلی در نظر گرفته شده برای سیستم های اگری‌ولتاییک زاویه شیب پانل های خورشیدی است
متغیرهای دیگری برای انتخاب مکان سیستم ولتاژ کشاورزی در نظر گرفته شده است، محصولات انتخابی، ارتفاع پنل، تابش خورشید و آب و هوای منطقه است
- جهت گیری پنل های خورشیدی در جنوب برای پنل های ثابت یا شرقی-غربی برای پنل های چرخان بر روی یک محور،
- فاصله بین صفحات خورشیدی برای انتقال نور کافی به محصولات زراعی،
- برای همگن سازی مقادیر تشعشع روی زمین ساختار پشتیبان پنل های خورشیدی را بالا می برند .
تأسیسات آزمایشی اغلب دارای یک منطقه کشاورزی کنترلی هستند. منطقه کنترل در شرایط مشابه با دستگاه اگری‌ولتاییک به منظور بررسی اثرات دستگاه بر توسعه محصولات مورد بهره برداری قرار می گیرد
سیستم های یکپارچه اگری‌ولتاییک
یک سیستم یکپارچه پنل خورشیدی مستقل با استفاده از یک هیدروژل می تواند به تولید کننده آب اتمسفر عمل کند. بخار آب را (معمولاً در شب) برای تولید آب شیرین برای آبیاری محصولات تولید می کند و می تواند در زیر پنل محصور شود (به طور متناوب می تواند پانل را خنک کند).
مزایا اگری‌ولتاییک
منابع انرژی تجدیدپذیر، استفاده پایدار از زمین، حفاظت از تنوع زیستی – اگری‌ولتاییک همه اینها را در بر می گیرد: این یک رویکرد نوآورانه است که تولید انرژی خورشیدی و شیوه های کشاورزی را قادر می سازد تا همزیستی داشته باشند و به روشی سودمند متقابل تعامل داشته باشند
استفاده دوگانه در زمین برای کشاورزی و تولید انرژی می تواند رقابت برای منابع زمین را کاهش دهد و فشار کمتری را برای توسعه زمین های کشاورزی یا مناطق طبیعی به مزارع خورشیدی یا تبدیل مناطق طبیعی به زمین های کشاورزی بیشتر ایجاد کند.
اگری‌ولتاییک شامل تنوع درآمد برای کشاورزان، افزایش روابط اجتماعی و پذیرش برای توسعه‌دهندگان PV، و تقاضای انرژی و کاهش انتشار برای جمعیت جهانی است.
این روش ممکن است برای محصولات تابستانی به دلیل ریزاقلیمی که ایجاد می کنند و اثرات جانبی کنترل گرما و جریان آب مفید باشد. در این ایده محصولات
کشاورزی را که بهتر است تحت تابش مستقیم و شدید آفتاب نباشند، زیر پنل های خورشیدی کشت می کنند.
- در این حالت محصولات به صورت صددرصد در سایه قرار نخواند داشت و از بین پنل ها، نور آفتاب تحت زوایای مختلف بر محصولات خواهد تابید.
- تابش آفتاب شدید باعث وارد آمدن استرس به گیاهان می شود.
- همچنین وجود پنل های خورشیدی بر روی زمین کشاوزی از تبخیر آب سطح زمین جلوگیری می کند و نیاز محصولات به آبیاری نیز از این طریق کاهش پیدا می کند و این یعنی کمک به صرفه جویی در مصرف آب.
معایب اگری‌ولتاییک
یک نقطه ضعف که اغلب به عنوان یک عامل مهم در فتوولتائیک به طور کلی ذکر می شود، جایگزینی زمین های کشاورزی تولید کننده مواد غذایی با پنل های خورشیدی است. زمین زراعی همان نوع زمینی است که در آن صفحات خورشیدی کارآمدترین هستند. علیرغم اینکه اجازه می دهد برخی از کشاورزی در نیروگاه خورشیدی اتفاق بیفتد، agrivoltaics ممکن است با کاهش تولید همراه باشد.
اگری‌ولتاییک فقط برای گیاهانی که نیاز به سایه دارند و نور خورشید یک عامل محدود کننده نیست خوب کار می کند. و نیاز به سرمایه گذاری زیادی دارد، نه تنها در آرایه های خورشیدی، بلکه در ماشین آلات کشاورزی مختلف و زیرساخت های الکتریکی.