أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الزراعية

تعتبر أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الزراعية من الحلول المبتكرة التي تدمج بين الزراعة وإنتاج الطاقة الشمسية في وقت واحد. تصبح هذه الأنظمة أكثر أهمية في البلدان التي تعاني من قلة المساحات المتاحة لتركيب محطات الطاقة الشمسية التقليدية أو في المناطق التي يوجد فيها تنافس شديد على استخدام الأراضي لأغراض زراعية أو لتثبيت مشاريع الطاقة الشمسية، حيث تقدم هذه الأنظمة حل فعال من خلال الاستفادة المزدوجة من الأرض، مما يساعد على تحسين استغلال المساحة والموارد المتاحة.

بالإضافة إلى ذلك، توفر أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الزراعية العديد من الفوائد للقطاع الزراعي، فهي تحمي المحاصيل من الظروف الجوية القاسية مثل الحرارة الشديدة، الصقيع، وأشعة الشمس المباشرة، كما تساهم في تقليل تبخر مياه الري، علاوة على ذلك توفر هذه الأنظمة ظل للعاملين في الزراعة وحصاد المحاصيل، مما يحسن بيئة العمل ويزيد من كفاءة الإنتاج.

اعتبارات تصميم أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الزراعية

1. نوع المحاصيل واحتياجاتها:

   يجب مراعاة ارتفاع المحاصيل المزروعة وتأثير درجات الحرارة عليها، بالإضافة إلى تحديد كمية الضوء اللازمة لعملية البناء الضوئي.

2. تصميم الهياكل المعدنية:

   من المهم ضمان ارتفاع مناسب للهياكل لتفادي تأثير ظلال المحاصيل على الألواح، مع توفير مسافات كافية بين مصفوفات الألواح وأرجل الهياكل لتيسير حركة الآلات الزراعية.

3. تأثير التثبيت على الأرض الزراعية:

   يجب اختيار طرق تثبيت الهياكل التي لا تؤثر على خصوبة الأرض وضمان إمكانية استخدامها مستقبلاً للزراعة.

4. الصيانة والتشغيل:

   من الضروري وضع خطة فعّالة لتنظيف الألواح أثناء الصيانة، مع ضمان توفير مسارات آمنة للوصول إليها دون التسبب في أي أضرار للمحاصيل الزراعية.

5. تحقيق التوازن بين إنتاجية الطاقة والمحاصيل:

   يجب اختيار نوع المحاصيل بعناية وفقاً لاحتياجاتها من الضوء ودرجات الحرارة، مع مراعاة موقع المشروع لضمان توزيع الضوء بشكل متوازن على المحاصيل من خلال تصميم دقيق يلبي هذه المتطلبات.

أساليب تركيب أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الزراعية في الزراعة

• الهياكل المعدنية الثابتة التقليدية

  الهياكل المعدنية التقليدية الثابتة تعد واحدة من الأنظمة المستخدمة في تركيب الألواح الشمسية في المشاريع الزراعية، ويتم في هذا النوع من الأنظمة استغلال المساحات المتاحة بين صفوف الهياكل المعدنية الثابتة لزراعة أنواع معينة من المحاصيل التي تتناسب مع هذا النمط من الترتيب، ويواجه هذا النظام بعض القيود حيث يقتصر على زراعة محاصيل محددة يمكنها التكيف مع الظلال الناتجة عن الألواح الشمسية والهياكل، بالإضافة إلى ذلك فإن نسبة المساحة الزراعية المستغلة تكون منخفضة نسبيًا.

• هياكل معدنية ثابتة مرتفعة

  الهياكل المعدنية المرتفعة تعد خيار مبتكر في تصميم أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الزراعية، حيث يتم رفع أدنى نقطة من الألواح عن سطح الأرض بمسافة لا تقل عن 2 إلى 2.5 متر، حيث يتيح هذا التصميم مساحة أوسع تحت الألواح، مما يسمح بزراعة مجموعة أكبر من المحاصيل الزراعية مقارنة بالهياكل المعدنية الثابتة التقليدية.

• هياكل معدنية مترفعة مع متتبعات شمسية

  الهياكل المعدنية المرتفعة المزودة بمتتبعات شمسية توفر حل مبتكر يمكن من خلاله تحسين توزيع الضوء بين الألواح والمحاصيل، فيساعد هذا النظام على تحقيق توازن مثالي بين زيادة كفاءة إنتاج الطاقة الكهربائية وتعزيز نمو المحاصيل الزراعية، مما يساهم في تحسين الإنتاجية في كلا المجالين.

• الأنظمة العودية ذات الوجهين

  تعتمد هذه الأنظمة على تركيب ألواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية الزراعية ذات الوجهين بشكل عمودي مع مراعاة ترك مسافات كافية بين صفوف الألواح، وتتيح هذه المسافات إمكانية زراعة المحاصيل بسهولة، إضافة إلى توفير مساحة كافية لمرور المعدات الزراعية اللازمة للعمل.