วิธีที่ Agrivoltaics ช่วยให้ฟาร์มในยุโรปต่อสู้กับคลื่นความร้อนและความแห้งแล้งได้อย่างไร

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เหตุการณ์สภาพอากาศสุดขั้วได้กลายเป็นหนึ่งในความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดสำหรับการเกษตรของยุโรป อุณหภูมิฤดูร้อนที่เพิ่มขึ้น ระยะเวลาแล้งที่ยาวนานขึ้น และรูปแบบปริมาณน้ำฝนที่ไม่ปกติ กำลังสร้างแรงกดดันอย่างมากต่อเกษตรกรและการผลิตทางการเกษตร

ในช่วงคลื่นความร้อน พืชผลหลายชนิดต้องทนทุกข์ทรมานจากรังสีดวงอาทิตย์ที่มากเกินไปและการขาดแคลนน้ำ อุณหภูมิสูงจะทำให้การระเหยเพิ่มขึ้น ลดความชื้นในดิน และสร้างความเครียดจากความร้อนให้กับพืช เป็นผลให้เกษตรกรอาจเผชิญกับผลผลิตที่ลดลง ต้นทุนการชลประทานที่สูงขึ้น และความไม่แน่นอนในรายได้ทางการเกษตรที่เพิ่มขึ้น

ในเวลาเดียวกัน ยุโรปกำลังเร่งการเปลี่ยนผ่านไปสู่พลังงานหมุนเวียน อย่างไรก็ตาม การขยายโครงการพลังงานแสงอาทิตย์มักสร้างการแข่งขันแย่งชิงพื้นที่เกษตรกรรมอันทรงคุณค่า

Agrivoltaics หรือที่รู้จักกันในชื่อ Agri-PV หรือเซลล์แสงอาทิตย์ทางการเกษตร นำเสนอโซลูชันใหม่: ผสมผสานการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์เข้ากับการผลิตทางการเกษตรบนพื้นที่เดียวกัน

แทนที่จะเลือกระหว่างการเกษตรกรรมกับพลังงานหมุนเวียน ระบบเกษตรโวลตาอิกช่วยให้ฟาร์มผลิตไฟฟ้าได้ในขณะเดียวกันก็สร้างสภาพแวดล้อมการปลูกพืชที่มีเสถียรภาพมากขึ้น

 

Agrivoltaics คือระบบที่ติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไว้ด้านบนหรือข้างพื้นที่การผลิตทางการเกษตร
ต่างจากโซลาร์ฟาร์มแบบติดตั้งบนพื้นดิน-แบบดั้งเดิม ระบบ PV ทางการเกษตรได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการของการทำฟาร์ม

 

ข้อดีที่ใหญ่ที่สุดประการหนึ่งของ Agrivoltaics คือแผงโซลาร์เซลล์สามารถให้การปกป้องบางส่วนจากสภาพอากาศที่รุนแรงได้

1. การลดความเครียดจากความร้อนในช่วงฤดูร้อน

ในช่วงคลื่นความร้อนของยุโรป แสงแดดโดยตรงสามารถสร้างความเครียดจากความร้อนที่มากเกินไปให้กับพืชผลได้

แผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งเหนือพื้นที่เกษตรกรรมสามารถลดปริมาณรังสีแสงอาทิตย์โดยตรงที่เข้าถึงพืชได้ ซึ่งช่วยบรรเทาสภาพแวดล้อมการเจริญเติบโต

งานวิจัยจาก Fraunhofer ISE และมหาวิทยาลัย Hohenheim ศึกษาระบบเกษตรโวลตาอิกในช่วงฤดูร้อนที่ร้อนและแห้งจัดในปี 2018 ในประเทศเยอรมนี

ผลการวิจัยพบว่า:

• การฉายรังสีแสงอาทิตย์ภายใต้ระบบ PV มีค่าประมาณลดลง 30%เปรียบเทียบกับช่องอ้างอิง
• อุณหภูมิดินภายใต้ระบบเกษตรโวลตาอิกลดลงในช่วงฤดูใบไม้ผลิและฤดูร้อน
• ในช่วงฤดูร้อนและแห้ง ความชื้นในดินในการปลูกข้าวสาลีภายใต้ระบบเซลล์แสงอาทิตย์จะสูงกว่าในพื้นที่อ้างอิง

นักวิจัยสรุปว่าการบังแดดบางส่วนที่สร้างโดยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ช่วยให้พืชทนต่อสภาวะที่ร้อนและแห้งได้ดีขึ้น

ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าโครงสร้าง PV ทางการเกษตรไม่ได้เป็นเพียงการติดตั้งพลังงาน - เท่านั้น แต่ยังสามารถใช้เป็นเครื่องมือในการปรับสภาพภูมิอากาศสำหรับการทำฟาร์มได้

 

2. ลดการสูญเสียน้ำและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้น้ำ

การจัดการน้ำกลายเป็นปัญหาสำคัญสำหรับเกษตรกรชาวยุโรป

อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะทำให้ดินและพืชระเหยมากขึ้น ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องมีการชลประทานมากขึ้นเพื่อรักษาการเจริญเติบโตของพืช

ด้วยการลดรังสีจากแสงอาทิตย์โดยตรงและลดอุณหภูมิของดิน ระบบเกษตรโวลตาอิกสามารถช่วยชะลอการระเหยของน้ำได้

Fraunhofer ISE เน้นย้ำว่าเกษตรโวลตานิกสามารถช่วยลดการใช้น้ำในการเกษตร ในขณะเดียวกันก็สร้างโอกาสในการสร้างรายได้เพิ่มเติมผ่านการผลิตไฟฟ้า

สำหรับภูมิภาคที่เผชิญกับความเสี่ยงภัยแล้งที่เพิ่มขึ้น เช่น ยุโรปตอนใต้ ฝรั่งเศส อิตาลี และบางส่วนของเยอรมนี ข้อได้เปรียบนี้เริ่มมีคุณค่ามากขึ้น

 

โครงการพลังงานแสงอาทิตย์แบบดั้งเดิมเน้นที่การผลิตไฟฟ้าเป็นหลัก

Agrivoltaics สร้างโมเดลธุรกิจที่แตกต่างโดยการรวมแหล่งมูลค่าสองแหล่งเข้าด้วยกัน:

1. การผลิตทางการเกษตร
เกษตรกรสามารถผลิตต่อไปได้:

• ผลไม้
• ผัก
• เบอร์รี่
• พืชผล
• อาหารสัตว์

โดยใช้พื้นที่ที่ดินเดียวกัน

 

2. การผลิตพลังงานทดแทน
การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ให้:

• รายได้ค่าไฟฟ้าเพิ่มเติม
• ลดต้นทุนด้านพลังงานสำหรับฟาร์ม
• ความมั่นคงทางการเงินในระยะยาว-

สำหรับฟาร์มในยุโรปหลายแห่ง โดยเฉพาะ-ธุรกิจการเกษตรที่ครอบครัวเป็นเจ้าของ รายได้เพิ่มเติมนี้สามารถปรับปรุงความยืดหยุ่นต่อ-การสูญเสียพืชผลที่เกี่ยวข้องกับสภาพภูมิอากาศ
หลักเกณฑ์ด้านการเกษตรกรรมของ Fraunhofer ISE เน้นย้ำว่าเทคโนโลยีนี้สามารถปรับปรุง-ประสิทธิภาพการใช้ที่ดิน สนับสนุนการพัฒนาชนบท และช่วยให้เกษตรกรมีแหล่งรายได้เพิ่มเติม

 

โครงการเกษตร-ที่ประสบความสำเร็จต้องการมากกว่าแค่การติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์เหนือพื้นที่เพาะปลูก

โครงสร้างการติดตั้งต้องได้รับการออกแบบสำหรับทั้งการเกษตรและการใช้งานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบที่สำคัญ ได้แก่ :