Agrovoltaics - desturi ya kuweka mitambo ya jua karibu na mashamba - inakubaliwa mara kwa mara duniani kote kama njia ya kuanzisha nishati safi iliyosambazwa bila kuathiri matumizi ya ardhi.
Kulingana na utafiti kutoka Chuo Kikuu cha Jimbo la Oregon, eneo la ushirikiano wa nishati ya jua na kilimo inaweza kutoa asilimia 20 ya jumla ya uzalishaji wa umeme nchini Marekani. Kulingana na watafiti, uwekaji mkubwa wa agrivoltaics unaweza kusababisha kupunguzwa kwa kila mwaka kwa tani elfu 330 za uzalishaji wa dioksidi kaboni na athari "ndogo" kwenye mazao ya mazao.
Kulingana na utafiti huo, eneo la ukubwa wa jimbo la Maryland lingehitajika kwa kilimo cha voltaic kufunika asilimia 20 ya uzalishaji wa umeme nchini Marekani. Hiyo ni takriban maili za mraba 13,000, au asilimia 1 ya ekari ya sasa ya kilimo ya Marekani. Kwa kiwango cha kimataifa, inakadiriwa kwamba asilimia 1 ya mashamba yote yanaweza kutoa nishati ambayo ulimwengu unahitaji ikiwa itabadilishwa kuwa nishati ya jua.
Kuna njia nyingi za kufunga paneli za agrovoltaic. Mojawapo ya njia za kawaida ni kuinua kituo ili kutoa nafasi kwa vifaa vya shamba au mifugo kusonga kwa uhuru chini yake. Muundo mwingine wa mtindo ni kuelekeza paneli za photovoltaic kwa wima, na kuacha nafasi wazi kati ya safu za paneli.
Marekani
Huko Somerset, California, paneli za jua zenye wima za Sunzaun zilizoundwa na Ujerumani ziliwekwa kwenye shamba la mizabibu. Kisakinishi cha Sunstall kilitengeneza usakinishaji, unaojumuisha moduli 43 450 W zilizounganishwa na kibadilishaji cha umeme na betri mbili.
Ubunifu wa minimalist ulitumia mashimo kwenye fremu za moduli kutengeneza kiambatisho rahisi kwa piles mbili, ambazo ziliepuka hitaji la mfumo mzito wa rafu. Moduli za jua zenye sura mbili huzalisha nishati katika pande zote za safu iliyoelekezwa kiwima.
Katika mifumo ya kitamaduni iliyoundwa kwa mwelekeo wa mlalo, reli zinazotumiwa kuweka paneli kwenye mfumo wa rafu kawaida hukatwa ili kuendana na saizi iliyokusudiwa ya paneli. Ikiwa ukubwa wa kidirisha utabadilika baada ya ununuzi wa vipengele vingine vyote kukamilika, mradi unaweza kukumbwa na ucheleweshaji huku reli zikiundwa upya ili kukidhi saizi ya paneli iliyosasishwa. Muundo wa Sunzaun unaruhusu kukabiliana kwa urahisi na mabadiliko katika saizi ya paneli kwa kurekebisha umbali kati ya kila rafu. Inawezekana pia kurekebisha urefu wa paneli kutoka chini ikiwa ni lazima.
germany
Wanasayansi kutoka Chuo Kikuu cha Leipzig cha Sayansi Zisizotumika wamesoma athari inayoweza kutokea ya utumaji mkubwa wa mifumo ya wima ya voltaic yenye mwelekeo wa magharibi-mashariki kwenye soko la nishati la Ujerumani. Wamegundua kuwa mitambo hii inaweza kuwa na athari ya manufaa katika kuleta utulivu wa gridi ya taifa, huku ikiruhusu ushirikiano mkubwa na shughuli za kilimo kuliko mimea ya kawaida ya photovoltaic iliyowekwa chini.
Wanasayansi hao waligundua kuwa mifumo ya wima ya photovoltaic inaweza kuhamisha utendakazi wa jua kuelekea saa za mahitaji ya juu zaidi ya umeme na usambazaji mwingi wa umeme katika miezi ya msimu wa baridi, na hivyo kupunguza kizuizi cha jua.
"Iwapo hifadhi ya umeme ya TW 1 ya nguvu ya kuchaji na kutoa na TWh 1 ya uwezo imeunganishwa katika muundo wa mfumo wa nishati, athari itapunguzwa hadi CO2 kuokoa hadi 2.1 Mt/a kwa asilimia 70 ya moduli za wima zinazoelekezwa kutoka mashariki. upande wa magharibi na asilimia 30 wakielekea kusini,” walisema. "Mwishowe, ingawa inaweza kuonekana kuwa sio kweli kwa wengine kufikia kiwango cha asilimia 70 ya mitambo ya wima, hata kiwango cha chini kina athari ya faida."
Japan
Nchini Japani, Luxor Solar KK, kampuni tanzu ya mtengenezaji wa moduli ya Luxor Solar ya Ujerumani, ilijenga mfumo wa voltaic wima wa 8.3 kW katika sehemu ya kuegesha magari ya kiwanda cha kusindika mchele kinachomilikiwa na Eco Rice Niigata.
"Magari yataegeshwa kati ya mifumo ya wima"" Uwe Liebscher, mkurugenzi mkuu wa Luxor Solar KK, alielezea jarida la PV. "Lengo la mfumo huu ni kuonyesha uimara wakati wa majira ya baridi na utendaji wa ziada wa nishati kutokana na kuakisi kwa theluji." Niigata, kwa upande mwingine, inajulikana kwa kuwa eneo la juu la theluji, na hadi mita 2 au 3 za theluji wakati wa baridi.
Mfumo unaoelekea kusini una moduli za jua za Luxor Solar za heterojunction, pamoja na mifumo ya kupachika kutoka kwa mtaalamu wa picha wima wa Ujerumani Next2Sun na vibadilishaji umeme kutoka Omron ya Japani. Mkutano wa wima utasambaza umeme kwa kiwanda cha kusindika mchele kilicho karibu na mfumo. Jiji la Nagaoka lilifadhili mradi huo kwa yen milioni 2 ($14,390).
"Ufungaji wima hutumia nafasi ya chini tu ya shamba, huku ukidumisha zaidi ya asilimia 85 ya mwanga unaofikia mazao, ambayo inahakikisha uwiano mzuri kati ya nishati ya jua na kilimo, kitu muhimu nchini Japan," anaelezea. "Hii inaturuhusu kujenga mifumo ya agrivoltaic kwenye shamba la matumizi ya umma, kama vile ngano, viazi au mchele, kwa kiwango kikubwa."
Ufaransa
Huko Ufaransa, TotalEnergies na InVivo, mtaalamu wa masuala ya kilimo, wamezindua kielelezo cha wima cha kW 111 cha agrivoltaics. TotalEnergies ilisema usakinishaji wa majaribio utachunguza athari za paneli za jua kwenye mazao ya kilimo, pamoja na bioanuwai, uhifadhi wa kaboni na ubora wa maji wa tovuti.
"Tuna hakika kwamba ushirikiano ulioendelezwa kati ya uzalishaji wa umeme wa kijani kibichi, gesi asilia na kilimo ni mojawapo ya majibu ya kuhakikisha nishati yetu na uhuru wa chakula," alisema Thierry Muller, Mkurugenzi Mtendaji wa TotalEnergies Renouvelables France.
Sweden
Wanasayansi kutoka Chuo Kikuu cha Mälardalen (Uswidi) wameunda kielelezo cha mienendo ya maji ya komputa (CFD) ambayo hurahisisha uchanganuzi wa hali ya hewa ndogo katika miradi ya wima ya photovoltaic. Uigaji wa CFD hutumika kutatua milinganyo changamano kuhusu mtiririko wa yabisi na gesi kupitia na kuzunguka miili, ambayo inaweza kutumika kuchanganua hali ya hewa ndogo ndani ya mifumo ya agrivoltaic.
"Mifumo ya mfumo wa Agrivoltaic (AV) itatumika mara kwa mara kwa kubuni mifumo mipya ya AV, na pia kwa kufanya maamuzi, kwa kuwa mabadiliko ya hali ya hewa ndogo yanaweza kuchanganuliwa/kutabiriwa kulingana na eneo na suluhisho la mfumo wa AV," mtafiti Sebastian Zainalli. aliiambia pv magazine.w
Utafiti huo uliona kupungua kwa asilimia 38 kwa ukubwa wa mionzi ya jua katika maeneo ya ardhi yaliyopigwa na moduli za photovoltaic za wima.
Kanuni muhimu
Maabara ya Kitaifa ya Nishati Jadidifu ya Marekani ilitoa kanuni tano kwa ajili ya mafanikio ya kilimo cha volkeno, ikiwa ni pamoja na:
Hali ya hewa, udongo na mazingira: Hali ya mazingira ya mahali lazima iwe ya kufaa kwa uzalishaji wa jua na mimea inayotakiwa au kifuniko cha mimea.
Mipangilio, teknolojia ya jua na miundo: Uchaguzi wa teknolojia ya jua, mpangilio wa tovuti na miundomsingi mingine inaweza kuathiri kila kitu kutoka kwa kiasi cha mwanga kinachofikia paneli za jua hadi ikiwa trekta, ikiwa ni lazima, inaweza kupita chini ya paneli. “Miundombinu hii itakuwa ya msingi kwa miaka 25 ijayo, hivyo inabidi ifanyike ipasavyo kwa matumizi yaliyokusudiwa. Mafanikio ya mradi yatategemea hilo,” anasema James McCall, mtafiti wa NREL anayefanya kazi kwenye InSPIRE.
Uchaguzi wa mazao na mbinu za ukuzaji, miundo ya mbegu na uoto, na mbinu za usimamizi: Miradi ya Agrivoltaic inapaswa kuchagua mazao au vifuniko vya ardhi ambavyo vinastawi chini ya paneli katika hali ya hewa yao ya ndani na ambayo yana faida katika masoko ya ndani.
Utangamano na unyumbufu: Agrovoltaics lazima iundwe kwa njia ambayo inaendana na mahitaji yanayokinzana ya wamiliki wa usakinishaji wa miale ya jua, waendeshaji nishati ya jua na wakulima au wamiliki wa ardhi ili kuwezesha shughuli za kilimo zenye ufanisi.
Ushirikiano na Ubia: Ili mradi wowote ufanikiwe, mawasiliano na maelewano kati ya vikundi ni muhimu.