در سالهای اخیر، علاقه فزایندهای به مفهوم agrivoltaics، که شامل مکانیابی مشترک سیستمهای فتوولتائیک خورشیدی (PV) و محصولات کشاورزی در یک زمین است، وجود داشته است. این رویکرد نوآورانه نه تنها امکان تولید انرژی پاک را فراهم می کند، بلکه طیف وسیعی از مزایای را برای کشاورزان و محصولات آنها فراهم می کند. به طور خاص، نشان داده شده است که agrivoltaics باعث کاهش مصرف آب، افزایش عملکرد محصول و بهبود سلامت خاک می شود. با این حال، یک سوال کلیدی باقی می ماند: agrivoltaics در شرایط آب و هوایی شدید، مانند امواج گرما، چگونه عمل می کنند؟
شرکت Sun'Agri فرانسه اخیراً نتایج آزمایشی را منتشر کرده است که این موضوع را روشن می کند. این شرکت مطالعه ای را در تولوز بین ژوئن تا آگوست 2020، در یک دوره هوای گرم و خشک انجام داد. این آزمایش شامل مقایسه دو قطعه آزمایشی از آفتابگردان بود: یکی توسط نصب agrivoltaic Sun'Agri، که شامل ماژولهای PV مرتفعی بود که توسط قابهای فلزی پشتیبانی میشدند محافظت میشد، و دیگری یک منطقه مرجع بدون حفاظت بود. این دو قطعه در مجاورت یکدیگر قرار داشتند و در شرایط آب و هوایی یکسان قرار داشتند.
نتایج قابل توجه بود. در گرمترین بخش روز، دما در قطعه حفاظت شده به طور مداوم کمتر از نمودار مرجع بود. این تفاوت بسته به روز و ساعت از 2.2 درجه تا 5.1 درجه متغیر بود. با توجه به اینکه تنش گرمایی می تواند به محصولات زراعی آسیب برساند و عملکرد را کاهش دهد، کاهش قابل توجهی است. این مطالعه همچنین نشان داد که نصب agrivoltaic رطوبت نسبی را برای محصولات زیر پانل ها افزایش می دهد که عامل مثبت دیگری در شرایط خشکسالی است. تفاوت در رطوبت نسبی بین 2.1٪ تا 7.7٪ بود.
این یافته ها به چند دلیل قابل توجه است. اول، آنها نشان میدهند که آگریوولتائیکها میتوانند راهحلی عملی برای کشاورزانی که با چالشهای تغییرات آب و هوایی، مانند امواج گرمای شدیدتر و شدیدتر مواجه هستند، ارائه دهند. این فناوری می تواند به کاهش تأثیر آب و هوای شدید بر محصولات کمک کند و در نتیجه به امنیت غذایی کمک کند. دوم، این مطالعه تحقیقات قبلی را تأیید میکند که نشان میدهد agrivoltaics میتواند یک ریزاقلیم مفید برای محصولات ایجاد کند. سایه ارائه شده توسط پانل های PV نور مستقیم خورشید و تابش را کاهش می دهد، که اگر محصولات برای مدت طولانی در معرض قرار بگیرند می تواند مضر باشد. ماژول های مرتفع همچنین گردش هوا را بهتر می کنند که می تواند خطر بیماری ها و آفات را کاهش دهد. سوم، نتایج بر پتانسیل agrivoltaics برای افزایش توسعه پایدار کشاورزی تاکید می کند. با توانمند ساختن کشاورزان برای تولید غذا و انرژی در یک زمین، آگریوولتائیک ها می توانند فشار بر منابع کمیاب مانند آب و زمین های زراعی را کاهش دهند.
البته آزمون سون آگری بدون محدودیت و سوال نیست. به عنوان مثال، آزمایش در یک فصل انجام شد و بنابراین نمیتوان دادههایی را در مورد اثرات بلندمدت agrivoltaics بر عملکرد محصول ارائه کرد. تحقیقات بیشتری برای ارزیابی دوام و قابلیت اطمینان فناوری در طول چندین سال و شرایط آب و هوایی مورد نیاز خواهد بود. علاوه بر این، حجم نمونه آزمایش کوچک بود و تنها شامل دو قطعه گل آفتابگردان بود. تحقیقات بیشتر در مورد سایر محصولات، مانند سبزیجات و میوه ها، و در مناطق مختلف، به منظور تعیین قابلیت تعمیم نتایج مفید خواهد بود. در نهایت، این مطالعه به امکانسنجی اقتصادی agrivoltaics، که به عوامل مختلفی مانند هزینه تجهیزات، قیمت برق و تقاضا برای محصول بستگی دارد، نمیپردازد.
علیرغم این محدودیتها، مطالعه Sun'Agri شواهد دلگرمکنندهای ارائه میکند که نشان میدهد agrivoltaics میتواند یک گزینه قابل دوام و پایدار برای کشاورزی در شرایط گرم و خشک باشد. این فناوری راه حل امیدوارکننده ای را برای کشاورزی هوشمند با آب و هوا ارائه می دهد که هدف آن بهبود انعطاف پذیری و بهره وری کشاورزان در مواجهه با تغییرات آب و هوایی است. همانطور که سازمان ملل متحد تشخیص داده است، کشاورزی هم قربانی و هم عامل تغییرات آب و هوایی است و بنابراین نیازمند رویکردهای نوآورانه ای است که هر دو چالش را برطرف کند. Agrivoltaics می تواند نقش کلیدی را در این تلاش با توانمند ساختن کشاورزان برای سازگاری و کاهش آن ایفا کند، در حالی که در انتقال به سیستم های انرژی کم کربن نیز مشارکت دارد. با تحقیق و توسعه مداوم، agrivoltaics می تواند به ابزاری با ارزش برای توسعه پایدار تبدیل شود.