Yenilenebilir enerji ve gıda üretiminde esnekliğin arttırılması günümüz dünyasında, özellikle de sıcağa ve kuraklığa duyarlı bölgelerde, temel bir zorluktur.
Tarım ve güneş fotovoltaik panellerinin ortak yerleşimi olan Agrivoltaikler ise; Arizona Üniversitesi‘ndeki yeni araştırmalarla gıda üretimi, su tasarrufu ve elektrik üretiminin verimliliği üzerindeki olumlu etkileri bildiren olası bir çözüm sunuyor.
Güneş Paylaşımı (Güneş Çiftliği) olarak da bilinen Agrivoltaikler; son yıllarda tartışma yaratan bir fikirdir. Bununla birlikte, az sayıda çalışma; ilişkili gıda, enerji ve su sistemlerinin tüm yönlerini izlemiş ve hiçbiri kuru tarım alanlarına (gıda üretimi zorlukları yaşayan ve su kıtlığı çeken ancak güneş enerjisi fazlalığı olan bölgeler) odaklanmamıştır.
Nature’ta son zamanlarda yapılan yüksek profilli bir çalışma; mevcut ekim alanlarının, gelen güneş ışığının, hava sıcaklığının ve bağıl nemin kapsamlı bir analizine dayanarak “en yüksek solar PV potansiyeline sahip arazi örtüsü” olduğunu tespit etti.
Güneş fotovoltaik veya PV’yi, paneller ve bölgesel sebzeleri kullanan ekip; Biyosfer 2’deki ilk agrivoltaik araştırma alanını (atmosfer ve saldıkları su ile büyüme mevsimi boyunca toplam gıda üretimine kadar) yarattı.
Çalışmada PV dizisi altında konumlandırılmış chiltepin biber, jalapeno ve kiraz domates bitkileri üzerinde duruldu. Araştırmacılar; ortalama üç aylık yaz mevsimi boyunca, toprak yüzeyinin üzerine monte edilmiş sensörleri ve 5 cm derinliğinde, toprak yüzey sıcaklığını ve nemini kullanarak gelen ışık seviyelerini, hava sıcaklığını ve bağıl nemi sürekli olarak izledi. Hem geleneksel ekim alanı hem de agrivoltaik sistem eşit sulama oranlarına sahipti ve iki sulama senaryosu kullanılarak test edildi.
Agrivoltaik sistemin, bitki büyümesini ve üremesini etkileyen üç faktörü (hava sıcaklıklarını, doğrudan güneş ışığını ve su için atmosferik talebi) önemli ölçüde etkilediğini bulmuşlardır. PV panellerin sağladığı gölge; geleneksel açık gökyüzü dikim sisteminden daha soğuk gündüz sıcaklıkları ve daha sıcak gece sıcaklıklarına neden oldu. Ayrıca agrivoltaik sistemde daha düşük bir buhar basıncı açığı vardı, bu da havada daha fazla nem olduğu anlamına gelir.
Baron-Gafford: “Gıda mahsullerimizin çoğunun güneş panellerinin gölgesinde daha iyi yaptıklarını gördük, çünkü doğrudan güneşten korunuyorlar. Aslında, toplam chiltepin meyve üretimi, bir agrivoltaik sistemde PV panelleri altında üç kat daha fazlaydı ve domates üretimi iki kat daha büyüktü!”
Jalapenos, hem agrivoltaik sistemde hem de geleneksel üretilen bölgede benzer miktarda meyve üretti ancak % 65 daha az (terlemeyle) su kaybı yaşandı.
Araştırmacılar, tesislere sağladığı faydaların yanı sıra; agrivoltaik sistemin enerji üretim verimliliğini de arttırdığını tespit etti. Güneş panelleri doğal olarak sıcaklığa karşı hassastır; ılık olduklarında ise verimleri düşer. PV panellerinin altındaki mahsulleri yetiştirerek, araştırmacılar panellerin sıcaklığını azaltabildiler.
Araştırmacılar ek bitki türleri ile daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulduğunu söylüyor. Ayrıca, agrivoltaiklerin tarım işçilerinin fiziksel ve sosyal faydalarını etkileyebileceğini de not ediyorlar. Ön veriler; bir agrivoltaik alanda çalışırken, geleneksel tarıma göre vücut sıcaklığının yaklaşık 18 Fahrenheit derece daha soğuk olabileceğini göstermektedir.
