الزراعة الشمسية لزراعة الفاكهة: الزراعة الكهروضوئية في بادن فورتمبيرغ وراينلاند بالاتينات لزراعة الفاكهة (الفاكهة والخضروات) المحايدة للكربون

افتتح فينفريد كريتشمان، رئيس وزراء ولاية بادن فورتمبيرغ، والمزارع هيوبرت بيرنهارد، والبروفيسور أندرياس بيت، رئيس معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية، مصنع الطاقة الكهروضوئية الزراعية في كريسبرون. – الصورة: فراونهوفر ISE

في إطار مشروع البحث "نموذج إقليمي للطاقة الشمسية الزراعية في بادن-فورتمبيرغ"، يقوم مركز كفاءة زراعة الفاكهة في بحيرة كونستانس، ومعهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية (ISE)، وأحد عشر شريكًا آخر، ببناء واختبار خمس محطات تجريبية للطاقة الشمسية الزراعية في بادن-فورتمبيرغ. وقد افتتح رئيس الوزراء، وينفريد كريتشمان، اليوم المحطة الواقعة فوق أشجار التفاح في مزرعة برنارد للفاكهة في كريسبرون على بحيرة كونستانس. يُموّل هذا المشروع البحثي، الذي يستمر حتى عام 2024، من قبل وزارات البيئة والمناخ والطاقة، ووزارة الغذاء والتنمية الريفية وحماية المستهلك. ويهدف المشروع إلى دراسة مفهوم الطاقة الشمسية الزراعية (agri-PV) بالتفصيل، مع التركيز على الفاكهة ذات النواة الصلبة والتوت في بادن-فورتمبيرغ.

"توفر الطاقة الشمسية الزراعية فرصة هائلة للزراعة والاستدامة وتوفير الطاقة. ومن خلال منطقة بادن-فورتمبيرغ النموذجية للطاقة الشمسية الزراعية، نسعى إلى إثبات كيفية مضاعفة المحاصيل - في هذه الحالة، على سبيل المثال، الطاقة الشمسية والتفاح. ونخصص لهذا الغرض ما يقارب 2.5 مليون يورو على مدى السنوات الثلاث المقبلة. ويمثل افتتاح المحطة اليوم في كريسبرون علامة فارقة. وأنا ممتن لهذا العمل الرائد، وأتمنى التوفيق لجميع المشاركين"، هذا ما قاله رئيس الوزراء كريتشمان في كلمته الافتتاحية. وتُعد محطة الطاقة الشمسية الزراعية في كريسبرون واحدة من خمس محطات بحثية وتجريبية، تبلغ طاقتها الإنتاجية الاسمية الإجمالية 1700 كيلوواط. ويجري بناء هذه المحطات في بافندورف، وهويشلينغن، وكارلسروه، وكريسبرون، وأوبركيرش-نوسباخ.

يهدف المشروع بشكل أساسي إلى الإجابة عن التساؤلات المطروحة حول الاستخدام المزدوج للأراضي في الزراعة وتوليد الطاقة الشمسية. ومن خلال تطوير وبناء محطات تجريبية مُخصصة في خمسة مواقع مختلفة، تُزرع فيها محاصيل متنوعة من الفاكهة والتوت، سيتم دراسة جدوى العديد من التطبيقات والتقنيات الواعدة، واستكشاف تصميمات متنوعة. وقد تم بالفعل دمج الخبرة الأولية المكتسبة من بناء محطة كهروضوئية زراعية لزراعة الفاكهة في راينلاند بالاتينات في تخطيط تصميمات المحطات المختلفة.

يجري باحثون من مركز كفاءة زراعة الفاكهة في بحيرة كونستانس (KOB) ومعهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية (ISE) تحليلاً مفصلاً لنمو النباتات تحت الألواح الشمسية في محطة الطاقة الشمسية الزراعية في كريسبرون. ويوضح أوليفر هورنل، مدير المشروع في معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية، قائلاً: "يشمل ذلك دراسة تأثيرات التظليل المتفاوت على نمو التفاح وخصائصه البيئية، بالإضافة إلى بحث تأثير استخدام المبيدات على الألواح الشمسية". ويضيف الدكتور أولريش ماير، نائب المدير العام لمركز كفاءة زراعة الفاكهة في بحيرة كونستانس: "بالنسبة لنا، تُعدّ الطاقة الشمسية الزراعية لبنة أساسية أخرى لإنتاج فاكهة مستدام في بحيرة كونستانس: إنتاج تفاح محمي، وبالتالي آمن وعالي الجودة، بالتزامن مع توليد الطاقة الشمسية"

يقول المزارع هوبير برنارد، موضحًا دوافعه لتوفير أرض زراعية للمشروع التجريبي: "نقوم بتوليد الطاقة الشمسية على أسطح مباني مزرعتنا منذ عام 2010، وتساءلنا: هل يمكننا أيضًا إنتاج الكهرباء باستخدام شبكات الحماية من البرد فوق بساتيننا؟ وكانت النتيجة أول نظام كهروضوئي زراعي فوق بستان قائم. تبلغ مساحة المنطقة المغطاة حوالي 0.4 هكتار، ويبلغ إنتاج النظام الاسمي أقل بقليل من 250 كيلوواط".

في إطار مشروع البحث "زراعة الفاكهة باستخدام الطاقة الشمسية الكهروضوئية"، أنشأ معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية (ISE)، بالتعاون مع شركاء بحثيين آخرين، منشأة بحثية زراعية كهروضوئية لأشجار التفاح وأشجار الفاكهة المُقَلَّمة في مزرعة ناختوي العضوية للفاكهة في جيلسدورف، راينلاند بالاتينات. وتُعد هذه المنشأة الأولى من نوعها في ألمانيا. تغطي مساحة التجارب الإجمالية للمشروع البحثي حوالي 9100 متر مربع، وتم تركيب نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية بقدرة 258 كيلوواط ذروة على ثلث الموقع تقريبًا. يهدف المشروع، المُموَّل من قِبَل وزارة حماية المناخ والبيئة والطاقة والتنقل في راينلاند بالاتينات (MKUEM) والوزارة الاتحادية للأغذية والزراعة (BMEL)، إلى تعزيز القدرة على التكيف مع تغير المناخ في زراعة الفاكهة، وضمان إنتاج آمن ومستدام للتفاح مع توليد إضافي للطاقة الشمسية.

كجزء من المشروع، الذي تبلغ مدته الإجمالية خمس سنوات، سيتم التحقيق في العديد من الأسئلة البحثية باستخدام ثمانية أنواع من التفاح.

يقارن المشروع مبدئيًا إنتاج التفاح في الموقع نفسه باستخدام أربعة أنظمة مختلفة لحماية المحاصيل: الحماية برقائق معدنية (غير منفذة للمطر)، والحماية من البَرَد (منفذة للمطر)، ونظام الزراعة الكهروضوئية باستخدام وحدات كهروضوئية شفافة مثبتة بشكل دائم (غير منفذة للمطر)، بالإضافة إلى وحدات كهروضوئية مُتتبعة (منفذة للمطر عند الحاجة). يُستخدم نوعان مختلفان من الوحدات بخلايا شمسية مُرتبة بشكل مختلف (نمط شريطي أو نمط كتلي). يهدف المشروع إلى دراسة مدى قدرة أنظمة الزراعة الكهروضوئية على حماية النباتات والثمار من التأثيرات البيئية الضارة كالبَرَد والأمطار الغزيرة وحروق الشمس والصقيع ودرجات الحرارة القصوى. علاوة على ذلك، سيختبر المشروع تأثير إدارة الإضاءة المختلفة من خلال تكوينات متنوعة للوحدات الكهروضوئية على نمو النباتات والإنتاج الزراعي. أخيرًا، سيتم تقييم النظام من حيث جماليات الموقع، والجدوى الاقتصادية، والتوافق الاجتماعي، والمعايير الزراعية.

يعلق ستيفان شينديل، رئيس إدارة منتجات الطاقة الشمسية الزراعية، على المشروع قائلاً: "نرى في الطاقة الشمسية الزراعية حلاً طويل الأمد لدعم المزارعين في التكيف مع تداعيات تغير المناخ. إذ يمكننا الحفاظ على النظام البيئي القائم، بل وتعزيزه من خلال التأثيرات التآزرية وتوليد الطاقة الشمسية. بعد نجاحنا في تطبيق زراعة التوت الاحترافية باستخدام الطاقة الشمسية الزراعية في هولندا، نخطو الآن خطوة هامة نحو زراعة الفاكهة على شكل تعريشة في جيلسدورف. لقد أدركنا أن إمكانات الطاقة الشمسية الزراعية، وإمكانات التآزر بينها وبين التفاح والكمثرى والكرز والكيوي وغيرها من المحاصيل المعمرة، كبيرة للغاية. ونسعى إلى إطلاق هذه الإمكانات بشكل دائم، وتمكين التوسع في استخدام الطاقة الشمسية دون التأثير على الإنتاج الزراعي."

مزايا اقتصادية للمزارعين

إلى جانب التكيف مع تغير المناخ وحماية الأصول الزراعية، يهدف مشروع الطاقة الشمسية الزراعية في جيلسدورف أيضاً إلى إثبات مزايا اقتصادية للمزارعين. وتشمل هذه المزايا، من بين أمور أخرى، انخفاضاً دائماً وأكثر استقراراً في تكاليف الطاقة، وانخفاضاً في تكاليف الاستثمار في حماية المحاصيل، وانخفاضاً في تكاليف التشغيل والتخلص من النفايات.

أندرياس شتاينهاوزر، نائب رئيس مجموعة الزراعة الكهروضوئية في معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية: "لا يهدف مشروع البحث "زراعة الفاكهة باستخدام الطاقة الكهروضوئية" إلى إثبات طرق الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الزراعة فحسب، بل يهدف أيضًا إلى تجنب استخدام المواد قصيرة الأجل وتطبيق المبيدات الحشرية والفطرية، مما يُسهم إسهامًا بالغ الأهمية في حماية المناخ. علاوة على ذلك، نركز أيضًا على القضايا المجتمعية مثل القبول والتوافق الاجتماعي، حيث ستلعب هذه الجوانب دورًا حاسمًا في انتشار استخدام الطاقة الكهروضوئية في الزراعة على نطاق أوسع."

يمكن استخدام الكهرباء المولدة من نظام الطاقة الشمسية الزراعية في مناطق الإنتاج والتوزيع. أولًا، يتم شحن جرار Fendt 100 Vario الكهربائي الذي توفره شركة AGCO GmbH بالكهرباء من هذا النظام. ثانيًا، تُستخدم الطاقة أيضًا لتشغيل نظام الري بالكهرباء المولدة ذاتيًا من نظام الطاقة الشمسية الزراعية. كما يتم تزويد مخزن التبريد بالكهرباء النظيفة من نظام الطاقة الشمسية المثبت على السطح. وبشكل عام، يهدف تطبيق مفهوم الطاقة التشغيلية إلى خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في المزرعة بشكل ملحوظ من خلال استخدام الطاقة الشمسية.

كل شيء من مصدر واحد، مصمم خصيصًا لحلول الطاقة الشمسية لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الزراعية الكبيرة. أعد تمويل استثمارك المستقبلي أو عوضه بتوليدك الخاص للكهرباء.

تجدون النصائح والحلول هنا 👈🏻

نقدم خدمات الاستشارة والتخطيط، بما في ذلك تقدير تكلفة غير ملزم. نربطكم بشركاء أقوياء في مجال الطاقة الشمسية الكهروضوئية.

تجدون النصائح والحلول هنا 👈🏻

لدينا حضور إقليمي في جميع أنحاء العالم الناطق بالألمانية. ولدينا شركاء موثوقون سيقدمون لكم المشورة وينفذون رغباتكم.

تواصل معنا 👈🏻