فائدة مزدوجة مع Agri-PV للفواكه والخضروات: منع حروق الشمس على التفاح باستخدام الخلايا الكهروضوئية الزراعية وتوليد الكهرباء

🍎🌞 يتم تشغيل نظام كهروضوئي زراعي رائد في Vollmer Obsthof في Oberkirch-Nußbach منذ عام تقريبًا. تم بناء هذه المنشأة على مساحة 1.5 هكتار تقريبًا، وتجمع بين زراعة التفاح والبرقوق والكمثرى والتوت الأسود مع توليد الطاقة الشمسية من خلال تركيبها على هيكل فولاذي يبلغ ارتفاعه ثلاثة أمتار. تحمي هذه التقنية المبتكرة النباتات من العناصر وتوفر في الوقت نفسه طاقة صديقة للبيئة دون استهلاك الأراضي الزراعية.

📊🌿 المشروع جزء من "منطقة النموذج الزراعي الكهروضوئي" في بادن فورتمبيرغ وتتم دراسته بشكل مكثف من قبل المؤسسات العلمية من أجل تحسين التآزر بين الزراعة وإنتاج الطاقة. وتظهر النتائج الأولية فوائد واعدة لجودة المحاصيل وإنتاجية الطاقة، مما يشير إلى الإمكانات المستقبلية لهذه التكنولوجيا.

منطقة نموذج الخلايا الكهروضوئية الزراعية بادن فورتمبيرغ - جزء من منشأة الأبحاث في أوبيركيرش-نوسباخ يعمل بوحدات مظللة بالكامل - الصورة: Fraunhofer ISE

في ولاية بادن فورتمبيرغ الفيدرالية، التي تقع في قلب أوروبا والمعروفة بابتكاراتها في مجال التكنولوجيا، تم إطلاق مشروع بحثي متميز يمكن أن يشكل بشكل كبير مستقبل الزراعة وإنتاج الطاقة. تحمل هذه المبادرة عنوان "نموذج المنطقة الزراعية الكهروضوئية لولاية بادن فورتمبيرغ" وهي مبادرة يقوم فيها اتحاد مكون من 13 شريكًا، بقيادة معهد فراونهوفر الشهير لأنظمة الطاقة الشمسية ISE، بإعداد أنظمة تجريبية مختلفة للخلايا الكهروضوئية الزراعية (APV). بحثت.

المزيد عنها هنا:

• المنطقة النموذجية للخلايا الكهروضوئية الزراعية في بادن فورتمبيرغ

🍏🚜🌞 تم تشغيل نظام كهروضوئي زراعي مبتكر منذ ما يقرب من عام في Vollmer Obsthof في Oberkirch-Nußbach، والذي تم بناؤه على مساحة حوالي 1.5 هكتار. ويغطي هذا النظام، المثبت على هيكل فولاذي يبلغ ارتفاعه ثلاثة أمتار، زراعة التفاح والخوخ والكمثرى والتوت الأسود، ويوفر ميزة مزدوجة تتمثل في حماية الثمار من العناصر وفي نفس الوقت إنتاج الكهرباء دون فقدان الأراضي الزراعية.

🔄🌞 وحدات متحركة لتحقيق أقصى قدر من الإنتاجية

الميزة البارزة لهذا النظام هي إمكانية التنقل والتحكم المعتمد على أجهزة الاستشعار. تتبع نصف الوحدات الكهروضوئية المثبتة موضع الشمس لتحقيق أفضل إنتاجية ممكنة من الطاقة. أما النصف الآخر فقد تمت برمجته ليأخذ في الاعتبار احتياجات النباتات من الضوء وبالتالي تعزيز النمو الأمثل.

🔧👷‍♂️ الهندسة من كيهل

تم تطوير وبناء هذا النظام المتطور من قبل شركة Intech Clean Energy. تأسست الشركة، التي يقع مقرها في كيهل في أورتيناوكريس، منذ أكثر من 20 عامًا على يد هانسيورغ فولمر ويديرها الآن ابنه كريستوف فولمر.

⚡🌿التآزر بين الزراعة والطاقة

يعد نظام Agri-PV جزءًا من المشروع البحثي "Model Region Agri-PV" الذي تديره ولاية بادن فورتمبيرغ، والذي يهدف إلى دراسة وتحسين أوجه التآزر بين إنتاج الطاقة والزراعة. كما حضر وزير الدولة للبيئة في بادن فورتمبيرغ، أندريه باومان، الافتتاح الرسمي للمنشأة، مشيدًا بالمزيج المبتكر بين الزراعة والطاقة المتجددة.

📊🔬 أهداف البحث والنتائج الأولية

الهدف الرئيسي للمشروع هو تحليل كل من إنتاجية الطاقة والفاكهة للنبات. يتولى معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية (ISE) في فرايبورغ مسؤولية تقييم الكهرباء المولدة، في حين يقوم مركز أوغسطينبرغ للتكنولوجيا الزراعية (LTZ) بالقرب من كارلسروه بفحص تطوير الثمار في ظل الوحدات الكهروضوئية.

🌡️🍏ملاحظات إيجابية بعد السنة الأولى

يمكن إجراء الملاحظات الإيجابية الأولى بعد السنة الأولى. قام باحثو LTZ بزيارة البستان على فترات منتظمة ووجدوا أن تقلبات درجات الحرارة تحت الوحدات أقل من المناطق المرجعية التي لا تحتوي على وحدات. وهذا يعني أن التفاح كان أكثر قابلية للتسويق، كما أوضحت غريتا أوت من LTZ. على الرغم من عدم تحديد اختلافات كبيرة حتى الآن من حيث المرض أو الإصابة بالآفات، إلا أن هناك حاجة إلى مزيد من السنوات من البحث للحصول على نتائج موثوقة.

🌳🍑تجارب وملاحظات في الموقع

كان هانسيورج فولمر نفسه أيضًا قادرًا على ملاحظة اختلافات كبيرة مقارنة بمجالاته المرجعية. أثبتت التربة الموجودة تحت الوحدات الكهروضوئية أنها أكثر مرونة في الصيف ولم تجف بسرعة. وبالإضافة إلى ذلك، كانت أوراق النباتات أكثر خضرة وحيوية. كان هناك فرق واضح ملحوظ بشكل خاص مع الخوخ. ولم تتعرض هذه الثمار المزروعة تحت هذه الوحدات للإجهاد الحراري، وبالتالي كانت أكثر مرونة. وعندما يتعلق الأمر بالتفاح، وجد أنه على الرغم من إمكانية حصاده بعد أسبوع، إلا أنه لم يعاني من حروق الشمس ولم يتضرر من البرد.

🌟⚖️ وضع مربح للجانبين للزراعة والطاقة

وبالتالي فإن نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية في مزرعة فواكه فولمر يمثل وضعًا مربحًا للجانبين حيث أنه يساهم في إنتاج الطاقة وزيادة إنتاج الفاكهة. تعمل الوحدات الكهروضوئية على حماية الثمار من الأمطار الغزيرة والبرد وأشعة الشمس الشديدة وتضمن أيضًا توزيعًا أكثر توازنًا لدرجة الحرارة، مما يحسن جودة المحصول.

🚜🌲 إمكانات لمستقبل الزراعة

تُظهر هذه التكنولوجيا إمكانات كبيرة لمستقبل الزراعة. وباستخدام أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، لا يستطيع المزارعون زيادة إنتاجهم فحسب، بل يمكنهم أيضًا تقليل اعتمادهم على مصادر الطاقة التقليدية. وبالإضافة إلى ذلك، فإن هذا الاستخدام المزدوج للمنطقة يوفر مزايا بيئية من خلال جعل استخدام الأراضي أكثر كفاءة والمساهمة في الحد من الغازات الدفيئة.

📈🌐 منطقة نموذجية ووجهات نظر عالمية

إن نجاح المشروع في أوبيركيرش-نوسباخ يمكن أن يكون بمثابة نموذج للمناطق الأخرى، وخاصة تلك التي تعاني من الظروف الجوية القاسية أو التي تستخدم مساحات واسعة لزراعة الفواكه والخضروات. إن قابلية التوسع والتكيف لهذه التكنولوجيا يمكن أن تسمح بتنفيذ أنظمة مماثلة في جميع أنحاء العالم لتعزيز الإنتاج الزراعي وإنتاج الطاقة المستدامة.

📚🌱 التوعية والتمويل الحكومي

علاوة على ذلك، يمكن للتكنولوجيات المبتكرة مثل Agri-PV أن تساعد في رفع مستوى الوعي حول دمج الطاقة المتجددة في الممارسات الزراعية التقليدية. ويمكن لبرامج التمويل والإعانات الحكومية أن تزيد من تعزيز استخدام مثل هذه الأنظمة وبالتالي دعم زراعة أكثر ملاءمة للبيئة وأكثر استدامة.

🔬🏫 البحث والتعليم

وبالإضافة إلى ذلك، تقدم تكنولوجيا الطاقة الشمسية الكهروضوئية أيضًا جانبًا بحثيًا وتعليميًا. ومن خلال مشاركة المؤسسات العلمية والبحثية مثل Fraunhofer ISE وLTZ، يمكن اكتساب المزيد من الأفكار التي تساهم في تحسين هذه الأنظمة وتحسينها. يعد تبادل المعرفة والتعاون بين المزارعين والعلماء والفنيين أمرًا بالغ الأهمية لاستغلال الإمكانات الكاملة لهذه التكنولوجيا.

🌍🌿 المساهمة في التحديات العالمية

بشكل عام، يُظهر نظام الطاقة الشمسية الزراعية في مزرعة فواكه فولمر بشكل مثير للإعجاب كيف يمكن للتقنيات المبتكرة أن تساهم في التغلب على التحديات العالمية في الزراعة وإنتاج الطاقة. فهو يمثل حلاً رائدًا يعمل على تحسين نوعية الحياة والوضع الاقتصادي للمزارعين، وفي الوقت نفسه يقدم مساهمة كبيرة في حماية البيئة. ومن خلال إجراء المزيد من البحث والتطوير لهذه النظم، يمكن جعل الزراعة في المستقبل أكثر استدامة ومرونة من أجل مواجهة تحديات تغير المناخ وتزايد عدد سكان العالم بنجاح.

آلة العرض ثلاثية الأبعاد AI وXR: خبرة خمسة أضعاف من Xpert.Digital في حزمة خدمات شاملة، R&D XR، PR وSEM - الصورة: Xpert.Digital

تتمتع Xpert.Digital بمعرفة متعمقة بمختلف الصناعات. يتيح لنا ذلك تطوير استراتيجيات مصممة خصيصًا لتناسب متطلبات وتحديات قطاع السوق المحدد لديك. ومن خلال التحليل المستمر لاتجاهات السوق ومتابعة تطورات الصناعة، يمكننا التصرف ببصيرة وتقديم حلول مبتكرة. ومن خلال الجمع بين الخبرة والمعرفة، فإننا نولد قيمة مضافة ونمنح عملائنا ميزة تنافسية حاسمة.

المزيد عنها هنا:

• استخدم خبرة Xpert.Digital 5x في حزمة واحدة - بدءًا من 500 يورو شهريًا فقط

🌞 الحماية من حروق الشمس والعوائد الإضافية من خلال وحدات Agri-PV

تواجه الزراعة العديد من التحديات. إن الأحداث المناخية القاسية مثل موجات الحر والأمطار الغزيرة أو البرد تعرض المحاصيل للخطر بشكل منتظم وتسبب أضرارًا كبيرة للنباتات. ينتشر الضرر الناجم عن حروق الشمس على نطاق واسع بشكل خاص في زراعة الفاكهة، حيث تتضرر الثمار من أشعة الشمس المباشرة. وهنا، يمكن للخلايا الكهروضوئية الزراعية (agri-PV) أن تقدم حلاً مبتكرًا لا يحمي النباتات فحسب، بل يوفر أيضًا طاقة متجددة في نفس الوقت.

كان لدى هانسيورج فولمر، وهو مزارع بدوام جزئي من أوبيركيرش-نوسباخ، تجاربه الإيجابية الأولى مع Agri-PV. ويستخدم في بستانه وحدات الطاقة الشمسية المثبتة فوق النباتات. توفر هذه الوحدات فائدة مزدوجة: فهي لا تولد الكهرباء فحسب، بل تحمي النباتات أيضًا من أشعة الشمس الزائدة. يقول فولمر بفخر: "لقد كان لدينا عائد متسق للغاية ولم تكن هناك تفاحة واحدة محروقة بسبب الشمس"، مضيفًا أن حروق الشمس حدثت على التفاح في منطقة المقارنة بدون وحدات.

🌱 تحسين حالة التربة ونباتات أكثر صحة

ومع ذلك، فإن التأثيرات الإيجابية للوحدات الكهروضوئية الزراعية تتجاوز الحماية من حروق الشمس. لاحظ فولمر في حقوله أن التربة ظلت أكثر مرونة في الصيف ولم تجف بسرعة. ويمكن إرجاع هذه الملاحظات إلى الظل الذي تلقيه الوحدات الشمسية، مما يقلل من ضوء الشمس المباشر على الأرض وبالتالي يقلل من التبخر. كما أظهرت النباتات نفسها صحة أفضل. أفاد فولمر أن الأوراق بدت أكثر خضرة وحيوية مما كانت عليه في المنطقة غير المحمية.

وكان هناك اختلاف كبير ملحوظا بشكل خاص مع الفواكه الحساسة مثل البرقوق. لم يتعرض البرقوق المغطى للإجهاد الحراري وبالتالي أظهر تعافيًا وتطورًا أفضل. واستفاد التفاح أيضًا من المظلة، على الرغم من إمكانية حصاده بعد أسبوع. وقال المزارع: "لم يعانوا من حروق الشمس ولم تكن هناك أضرار بسبب البرد".

🍎أسباب حروق الشمس على التفاح

تحدث حروق الشمس على التفاح في المقام الأول بسبب الحرارة الشديدة وأشعة الشمس الشديدة. تلعب الأشعة فوق البنفسجية ذات الطاقة العالية دورًا مهمًا هنا. عندما ترتفع درجة الحرارة على سطح الثمرة عن 52 درجة مئوية يحدث نخر حروق الشمس. يحدث هذا الضرر بسبب الحرارة وهو مستقل عن شدة ضوء الشمس. تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تخثر البروتينات الموجودة في الفاكهة وتدمير الخلايا. يؤدي هذا إلى تحول طبقات الخلايا إلى اللون البني وانهيارها - ويحدث النخر الذي يمكن أن يصبح مسدودًا أو يبدأ بالتعفن بسبب الإصابة بالجراثيم الفطرية.

دباغة حروق الشمس شائعة أيضًا في زراعة التفاح. وتنشأ هذه عند درجة حرارة سطحية تزيد عن 46 درجة مئوية مع زيادة الإشعاع الشمسي. يمكن أن تتوسع المنطقة المتضررة على سطح الفاكهة وتؤثر حتى على اللب أثناء التخزين.

شكل آخر من أشكال الضرر هو الأكسدة الضوئية، والتي تنجم عن الإشعاع المكثف. يمكن أن يحدث هذا حتى في درجات حرارة منخفضة عندما تكون هناك تقلبات مفاجئة وشديدة في شدة الضوء ودرجة الحرارة. وهذا يسبب أضرارًا أقل اعتمادًا على درجة الحرارة من الضوء.

🛡️ Agri-PV كآلية حماية

توفر الأنظمة الزراعية الكهروضوئية حلاً لهذه المشاكل المتنوعة. ومن خلال تغطية السقف بوحدات شمسية شفافة جزئيًا، يمكن تحقيق العديد من المزايا في نفس الوقت. بالإضافة إلى توليد الطاقة الشمسية، تحمي الوحدات النباتات من أشعة الشمس المفرطة والإجهاد الحراري. وفي الوقت نفسه، فإنها توفر الحماية ضد الأمطار الغزيرة وأضرار البرد، وهو أمر مهم بشكل خاص في أوقات تزايد الظواهر الجوية المتطرفة.

يفسر هذا التأثير الوقائي لوحدات Agri-PV أيضًا البنية الأفضل للتربة والنباتات الأكثر صحة التي لاحظها Hansjörg Vollmer. يساعد انخفاض الإجهاد الحراري وانخفاض التبخر النباتات على أن تكون أقل عرضة للتلف والأمراض. تظل التربة رطبة وفضفاضة لفترة أطول، مما يحسن نمو الجذور وامتصاص العناصر الغذائية.

💰فوائد اقتصادية من خلال Agri-PV

بالإضافة إلى المزايا الزراعية، توفر الأنظمة الكهروضوئية الزراعية أيضًا حوافز اقتصادية. ويمكن استخدام الطاقة الشمسية المولدة مباشرة في المزرعة أو إدخالها في الشبكة العامة. وهذا يخلق مصادر دخل إضافية للمزارعين، والتي يمكن أن تساهم في الاستقرار الاقتصادي وأمن الأعمال. هذا الاستخدام المزدوج للمنطقة – الإنتاج الزراعي وإنتاج الطاقة – يجعل من Agri-PV حلاً فعالاً ومستدامًا بشكل خاص.

🔮 الآفاق المستقبلية والتطورات الأخرى

لا يزال تطبيق الخلايا الكهروضوئية الزراعية في بداياته، لكن النتائج حتى الآن واعدة. يمكن أن تركز التطورات المستقبلية على تحسين الوحدات ودمجها في أنظمة زراعة مختلفة. على سبيل المثال، يمكن تطوير الوحدات الشفافة جزئيًا بشكل أكبر من أجل التحكم بشكل أفضل في نقل الضوء وتكييفه على النحو الأمثل مع احتياجات النباتات المعنية.

ويمكن أن يؤدي دمجها مع تقنيات الزراعة المستدامة الأخرى، مثل الري بالتنقيط أو استخدام الأغطية الأرضية، إلى زيادة كفاءة وفوائد الطاقة الزراعية الكهروضوئية. ومن خلال الأبحاث المستمرة والمشاريع التجريبية، يمكن توسيع وتحسين النتائج العملية بشكل منهجي.

⚙️ التحديات والحلول

على الرغم من المزايا العديدة، هناك أيضًا تحديات يجب أخذها في الاعتبار عند تنفيذ أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية. غالبًا ما تكون تكاليف الاستثمار مرتفعة ويتطلب التخطيط والتركيب معرفة فنية متخصصة. وبالإضافة إلى ذلك، يجب اختيار المواقع بعناية وتكييفها لضمان التوازن بين الاستخدام الزراعي وإنتاج الطاقة.

ويمكن لبرامج التمويل والحوافز المالية أن تساعد هنا من خلال تقليل الاستثمارات الأولية وتسهيل الوصول إلى هذه التقنيات. يلعب نقل المعرفة وتدريب المزارعين أيضًا دورًا حاسمًا في زيادة قبول وتطبيق الطاقة الشمسية الزراعية.

🔍 الدمج بين توليد الطاقة الشمسية وحماية النباتات

تقدم الخلايا الكهروضوئية الزراعية حلاً واعداً للتحديات التي تواجه إنتاج الفاكهة الحديثة. يؤدي الجمع بين توليد الطاقة الشمسية وحماية المحاصيل إلى العديد من المزايا ذات الصلة بيئيًا واقتصاديًا. باستخدام Agri-PV، يمكن للمزارعين مثل Hansjörg Vollmer تأمين إنتاجهم وتحسين صحة النباتات والمساهمة في الوقت نفسه في إنتاج الطاقة المستدامة.

تؤكد الاستجابة الإيجابية والتأثيرات الملحوظة على إمكانات هذه التكنولوجيا. ولذلك يمكن أن تلعب الطاقة الشمسية الكهروضوئية دورًا رئيسيًا في الزراعة المستدامة في المستقبل وتساعد في التغلب على تحديات تغير المناخ والإمدادات الغذائية العالمية. تفتح تأثيرات التآزر بين الزراعة والطاقة الشمسية آفاقًا جديدة للاستخدام الفعال والصديق للبيئة للموارد الطبيعية.

📣 مواضيع مشابهة

• 🌞 كيف تمنع الخلايا الكهروضوئية الزراعية حروق الشمس على التفاح
• 🌱 تحسين حالة التربة من خلال الوحدات الزراعية الكهروضوئية
• 🍎 الأسباب والحلول الممكنة لحروق الشمس على التفاح
• 🛡️ Agri-PV: حماية ضد الظواهر الجوية القاسية في زراعة الفاكهة
• 💰 الفوائد الاقتصادية للأنظمة الزراعية الكهروضوئية للمزارعين
• 🔮 الآفاق المستقبلية للتكنولوجيا الزراعية الكهروضوئية
• ⚙️ التحديات والحلول في تنفيذ Agri-PV
• 🌿 الاستخدام المزدوج للمنطقة: الزراعة والطاقة الشمسية مجتمعة
• 👨‍🌾 تقرير تجربة من Hansjörg Vollmer حول Agri-PV
• 🧐 كيف تساهم Agri-PV في الزراعة المستدامة وإمدادات الطاقة

#️⃣ الوسوم: #AgriPhotovoltaics #Sunburn #SustainableAgriculture #RenewableEnergy #Weatherproof

☑️ البناء والمشورة بشأن الأنظمة الكهروضوئية في المساحات المفتوحة

☑️ تخطيط الحدائق الشمسية. ☑️ تنفيذ الطاقة الشمسية الضوئية

☑️ أنظمة الطاقة الشمسية الخارجية ذات الحلول ذات الاستخدام المزدوج

Xpert.Solar هي شريكك المثالي للتخطيط والاستشارة وتنفيذ البناء للأنظمة الكهروضوئية المثبتة على الأرض والمشاريع الكهروضوئية الزراعية نظرًا لسنواتنا العديدة من الخبرة والخبرة في صناعة الطاقة الشمسية. لدى Xpert.Solar فريق من المهنيين ذوي الخبرة الذين يقدمون حلولاً مخصصة للمزارعين والمستثمرين. بدءًا من تحليل الموقع مرورًا بالمشورة المالية والقانونية وحتى التنفيذ الفني والمراقبة، تدعم Xpert.Solar عملائها بشكل احترافي وموثوق لضمان التنفيذ الناجح والمستدام.

كونراد ولفنشتاين

سأكون سعيدًا بالعمل كمستشار شخصي لك.

يمكنك الاتصال بي عن طريق ملء نموذج الاتصال أدناه أو ببساطة اتصل بي على +49 89 89 674 804 (ميونخ) .

إنني أتطلع إلى مشروعنا المشترك.

تعد Xpert.Digital مركزًا للصناعة مع التركيز على الرقمنة والهندسة الميكانيكية والخدمات اللوجستية/اللوجستية الداخلية والخلايا الكهروضوئية.

من خلال حل تطوير الأعمال الشامل الذي نقدمه، فإننا ندعم الشركات المعروفة بدءًا من الأعمال الجديدة وحتى خدمات ما بعد البيع.

تعد معلومات السوق والتسويق وأتمتة التسويق وتطوير المحتوى والعلاقات العامة والحملات البريدية ووسائل التواصل الاجتماعي المخصصة ورعاية العملاء المحتملين جزءًا من أدواتنا الرقمية.

يمكنك معرفة المزيد على: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus