الطاقة الشمسية في المساحات الزراعية تحقق فترة استرداد أقل من خمس سنوات في البرتغال

Image Source: Agronomy

درس باحثون من البرتغال جدوى الطاقة الشمسية الزراعية في البلاد كطريقة لمواجهة الحاجة إلى كل من الطاقة والأمن الغذائي لسكان العالم. وفقًا للمجموعة، تتمتع البرتغال بخصائص مناخية جيدة لإنتاج الطاقة الشمسية، وحوالي 12٪ من أراضي البرتغال الوطنية مخصصة كمحمية وطنية للزراعة (RAN) ولها الغرض الوحيد من استخدامها في الزراعة.

وأوضح الباحثون، مشيرين إلى إمكانية تركيب حدائق للطاقة الشمسية الكهروضوئية في أراضي RAN، مع التجمع الأخير للدول لمناقشة مستقبل الطاقة، تم تحديد أن البرتغال سيكون لديها حوالي 8 جيجاوات من الطاقة الشمسية، أي حوالي 4 أضعاف القيمة التي تنتجها اليوم، مما يعني أن هناك حاجة إلى الكثير من الاستثمار وتوفر الأراضي لتحقيق هذا الهدف.

و وجدت المجموعة أن الأنظمة الشمسية الزراعية يمكنها تحقيق فترة استرداد تبلغ خمس سنوات أو أقل وتوليد قيمة أكبر من أنظمة الطاقة الشمسية وحدها أو الإنتاج الزراعي فقط على الأرض. بالإضافة إلى ذلك، وفي دراسة نوعين من التصميمات – أحدهما بألواح مرتفعة والآخر باستخدام صفوف متباعدة من الألواح – أشار الباحثون إلى أن الحل المتباعد يتمتع بإمكانات أعلى قليلاً من الحل المرتفع.

قام الفريق بتضمين تنفيذ للطاقة الشمسية العادية للمقارنة ودرس سيناريوهات يتم فيها بيع كل الطاقة التي تنتجها الألواح مباشرة إلى السوق باستخدام قيمة محسوبة. افترض التحليل أن المزارع لديه اتفاقية شراء طاقة ويبيع الطاقة بسعر 0.043 يورو (0.04634 دولار) لكل كيلوواط ساعة. تم اختيار الخلايا الشمسية أحادية البلورية للأنظمة الكهروضوئية. لتحديد فترة الاسترداد، وتم تحديد معايير مختلفة باستخدام برنامج PVsyst ، بما في ذلك تكلفة الاستثمار الأولية وتكاليف التشغيل والصيانة وأسعار بيع الطاقة.

بالنسبة لتخطيط مشروع الطاقة الشمسية المتباعدة، تم استخدام مسافة تقدر بـ 20 مترًا، مما يخلق مسافة لا تقل عن 15 مترًا بين صفين من ثمانية وحدات لكل منهما، بإجمالي 16 وحدة. كانت الألواح بزاوية ميل تتراوح بين 55٪ و -55٪، وتم استخدام متتبعات لمتابعة حركة الشمس وتحسين خرج الطاقة. في تصميم مجموعة الطاقة الشمسية المرتفعة، تم تركيب جميع الوحدات الـ 16 في سلسلة أحادية الصف لتقليل التظليل على المحاصيل تحتها. مرة أخرى، تم اختيار زاوية ميل تتراوح بين 55٪ و -55٪، باستخدام متتبعات. ومع ذلك، في منشأة Valverdinho، أدت التضاريس إلى الكثير من التظليل، لذلك تم تعديل زاوية الميل إلى 45٪ و -45٪.

تطلب التحليل من الفريق اختيار المحاصيل التي سيتم استخدامها، والتي يجب أن يكون أحدها “يتحمل الظل” بسبب التظليل من الالواح المرتفعة. وأشارت المجموعة إلى أنه تم اختيار الخس، الذي يلبي المتطلبات ويتم إنتاجه في جميع الأراضي الوطنية للبرتغال. المحصولان الآخران، على الرغم من تأثرهما بالظل بدرجة أقل، هما الطماطم والبطاطس.

أشارت نتائج البحث إلى أن المشاريع المقترحة لديها تكلفة طاقة مستوية (LCOE) أقل من سعر الطاقة في السوق الأيبيرية، مع فترات استرداد تبلغ حوالي 4-5 سنوات.

واختتم الباحثون، بالإضافة إلى زيادة إنتاج الطاقة الخضراء وتقليل استهلاك مصادر الطاقة غير المتجددة، فإن هذه المشاريع تساهم أيضًا في تقليل كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة في الغلاف الجوي. وإذا صُمّم التركيب لتجاوز الاستهلاك الذاتي الضروري، فيمكن أن يكون مصدرًا للطاقة للسكان المجاورين مع إمكانية زيادة مصادر الغذاء أيضًا، وهي إحدى مشكلات المستقبل.

المصدر: Agri-PV in Portugal: How to combine agriculture and photovoltaic production