اگری ولتاییک

اگری ولتاییک (نام های دیگر: اگری سولار، اگری فوتو ولتاییک) به کاربرد دوگانه زمین کشاورزی (و باغی) برای تولید برق با استفاده از صفحات یا پنل‌های خورشیدی اطلاق می شود. این ایده که نخستین بار در سال 1981 توسط آدولف گوتزبرگر و آرمین زاسترو  در آلمان مطرح شد از دهه 2010 به این سو در کشورهای مختلف جهان مورد توجه قرار گرفته و توسعه پیدا کرده است.

اصطلاح اگری ولتاییک که ترکیبی از کشاورزی (agriculture) و برق خورشیدی (photovoltaics) است احتمالا نخستین بار در مقاله ای در سال 2011 به کار رفته و استفاده از آن به تدریج در اینترنت و سایر منابع رایج شده است.

در این روش صفحات خورشیدی و گیاه کشت شده (معمولا در زیر آنها) نور خورشید را به اشتراک می گذارند و از همین رو طراحی سیستم های اگری ولتاییک به گونه ای است که ضمن تولید برق خورشیدی، عملکرد یا بازدهی محصول نیز حفظ شود. در بسیاری موارد، بازده محصول به دلیل اثر سایه پنل‌های خورشیدی در حفظ رطوبت خاک و کاهش تنش‌های ناشی از دمای بالا و آسیب اشعه فرا بنفش می تواند افزایش یابد.

توسعه اگری ولتاییک به دو شکل کلی انجام گرفته است: استفاده از صفحات خورشیدی شفاف با خاصیت عبور نور برای سقف گلخانه ها و نصب صفحات خورشیدی در ارتفاع مناسب (معمولا 3 تا 5 متری) روی زمین زیر کشت. با این حال، تعریفی گسترده تر از آن می تواند چرای دام در لابلای صفحات خورشیدی نصب شده روی زمین و یا حتی نصب صفحات خورشیدی روی سقف ساختمان ها و تأسیسات مرتبط با کشاورزی و دامداری را نیز را شامل شود.

طراحی سیستم اگری ولتاییک 

سه نوع کلی از اگری ولتاییک در حال تحقیق و توسعه است:

 صفحات خورشیدی نصب شده روی زمین با فاصله و بین ردیف های محصولات زراعی (و باغی)
 صفحات خورشیدی پایه دار بالای سطح زیر کشت
 صفحات خورشیدی گلخانه ای 
متغیرهای مختلفی در هر سه روش بر میزان انرژی خورشیدی جذب شده توسط پنل ها و همزمان محصولات کشاورزی تأثیر می گذارند. متغیر اصلی معمولا زاویه شیب پنل های خورشیدی با سطح افق است. متغیرهای دیگر نیز شامل نوع محصولات انتخابی، ارتفاع پنل ها، شدت و زاویه تابش خورشید و آب و هوای منطقه است.

گوتزبرگر و زاسترو در مقاله اولیه خود در سال 1982 تعدادی ایده در مورد چگونگی بهینه سازی تاسیسات اگری ولتاییک در آینده منتشر کردند:

 قراردادن پنل های خورشیدی رو به جنوب برای پنل های ثابت یا شرقی-غربی برای پنل های چرخان روی محوری عمود بر آن،
 تنظیم فاصله بین صفحات خورشیدی برای رسیدن نور کافی به محصول،
 بالا بردن ارتفاع نصب پنل های خورشیدی برای همگن سازی میزان آفتاب دریافتی زمین.

در کنار تأسیسات آزمایشی-تحقیقاتی، اغلب یک زمین (منطقه) کنترلی (یا شاهد) با محصولات مشابه کشت می شود تا امکان بررسی اثرات اگری ولتاییک بر بازدهی محصولات به وجود آید.

مزایای اگری ولتاییک 
استفاده دوگانه از زمین برای کشاورزی و تولید انرژی ضمن افزایش کلی بهره وری می تواند رقابت بر سر منابع زمین را کاهش دهد. به بیان دیگر، فشار برای تبدیل زمین های کشاورزی یا عرصه های طبیعی به مزارع خورشیدی و یا تبدیل مناطق طبیعی دست نخورده به زمین های کشاورزی را کمتر کند. 

از جنبه تأثیر بر کمیت و کیفیت محصول، تأسیسات اگری ولتاییک می تواند به شکلی طراحی شود که خورداقلیم (microclimate) ایجاد شده در زیر صفحات خورشیدی در مقایسه با اقلیم طبیعی منطقه برای رشد گیاه مساعدتر باشد. این کارکرد می تواند در مناطق یا کشورهایی با بارش کم یا ناپایدار، محدودیت در امکان آبیاری و نوسانات دمایی بالا مؤثرتر باشد. سایه حاصل از صفحات خورشیدی منجر به کاهش تبخیر آب از سطح گیاه و خاک شده و با کاهش تنش دمایی وارده به گیاه بر اثر تابش مستقیم آفتاب، می تواند ثمردهی بسیاری از محصولات کشاورزی و باغی را افزایش دهد. در همین راستا تحقیقات فراوانی در کشورهای مختلف با هدف بهینه سازی سیستم های اگری ولتاییک برای محصولات مختلف در حال انجام است که در ادامه به نمونه هایی از آنها اشاره می شود.

مزایای اگری ولتاییک را می توان در موارد زیر خلاصه کرد:

 توسعه بهینه انرژی تجدیدپذیر برق خورشیدی با توجیه اقتصادی بهتر و اثرات مثبت زیست محیطی
 افزایش بهره وری از زمین و ایجاد تنوع درآمد برای کشاورزان که خود اثرات مثبت اقتصادی و اجتماعی فراوانی به دنبال دارد
 کاهش مصرف آب کشاورزی به ازای واحد سطح زیر کشت به دلیل اثر سایه صفحات خورشیدی بر تبخیر کمتر از سطح گیاه و دوام بیشتر رطوبت خاک
 بهبود عملکرد در محصولاتی که نیاز به تابش دائم آفتاب ندارند؛ از طریق کنترل اثرات منفی تابش مستقیم آفتاب، شامل آسیب اشعه فرابنفش و تنش دمایی وارده به گیاه
 عملکرد صفحات خورشیدی مانند حفاظی در برابر تگرگ و باران شدید
 اثر خنک کنندگی کشت گیاه زیر صفحات خورشیدی که باعث بهبود بازدهی پنل ها در دماهای بالا می شود
 کاهش هزینه هایی از قبیل نگهبانی و نگهداری از نیروگاه خورشیدی با حضور افراد شاغل در کشاورزی
 تولید برق محلی نزدیک به مراکز جمعیتی که باعث افزایش بازدهی از جنبه انتقال و توزیع می شود (در مقایسه با نصب نیروگاه خورشیدی در نقاط کویری و بیابانی و دور از شبکه اصلی برق)
در کنار مزایای فوق، روند رو به خشکیدگی مناطق گرم و نیمه خشک که از جمله اثرات فرایند تغییرات اقلیمی زمین شناخته می شود، اهمیت استفاده بهینه از زمین های کشاورزی و منابع آبی در دسترس را دوچندان می کند. توسعه اگری ولتاییک امکان افزایش انعطاف پذیری سیستم های غذایی و انرژی تحت فشارهای محیطی شامل گرما و خشکیدگی را فراهم می آورد. در شرایط فعلی که با افزایش فشار بر منابع زمین و از سوی دیگر ضرورت جایگزینی سوخت های فسیلی با انرژی های تجدید پذیر مواجهیم، اگری ولتاییک می تواند یکی از بهینه ترین و مؤثرترین راهکارها باشد.

اگری ولتاییک در کشورهای مختلف

منابع 
کشاورزی
انرژی خورشیدی