Tarım-Fotovoltaik (Agrivoltaik): Güneş Panelleri Ürün Verimini %60 Artırıyor

Büyüyen Bir Dünyayı Beslemek, Geleceğimizi Tarım-Fotovoltaik Sistemlerle Güçlendirmek

Dünya nüfusunun 15 yıl içinde 1,2 milyar kişi artması bekleniyor. Bu durum, et, yumurta ve süt ürünlerine olan talebin artmasıyla birlikte, tatlı suyun %70'inden fazlasının bitkisel üretimde kullanılması ve artan elektrik talebiyle birleşiyor. İklim-nötr olmak ve insanlığın emisyonlarını azaltmak için enerji üretiminde köklü bir değişim yapmamız gerektiği artık bir sır değil. Birçok çalışma, bunu başarmak için rüzgar ve güneş gibi yenilenebilir enerji kaynaklarına büyük yatırımlar yapmamız gerektiğini göstermiştir. Uzmanlar, gelecekte fotovoltaik üretimin bugünkünden altı ila sekiz kat daha fazla artacağını tahmin ediyor. Tarım, yüzyıllardır insan yaşamının önemli bir parçası olmuştur ve bu nedenle, yenilenebilir enerji üretirken aynı zamanda bunu sürdürmenin bir yolunu bulmamız esastır.

Ancak, geleneksel güneş parklarının temel sorunu, panellerin altındaki arazinin kullanılamamasıdır. Güneş panellerinin altında tarım yaparak elektrik üretimiyle tarımı birleştiren agrivoltaikler, bu sorunların çözümü olabilir.

Tarım-fotovoltaik sistemler (veya Agri-PV sistemleri) ile tanışın. Bu teknoloji, güneş hücrelerini bir tarım arazisine kurmamıza ve elektrik üretmemize olanak tanırken, aynı zamanda altındaki ürünlerin büyümesine de imkan sağlar.

AgroSolar: Ürün yetiştirin ve elektrik üretin

Agrivoltaikler, güneş panelleri altında neredeyse tüm ürünlerin yetiştirilebileceğini de göstermiştir, ancak güneş seven bitkiler için daha az güneşli mevsimlerde bir miktar verim kaybı yaşanabilir. Bununla birlikte, APV ürünlerinin verimleri, 'kurak ve sıcak' yıllarda referans araziyi aşarak, agrivoltaiklerin sıcak ve kurak bölgelerde oyunun kurallarını değiştirebileceğini göstermiştir.

Agrivoltaikler ile ilgili deneyim hala oldukça sınırlı, ancak şu anda aktif araştırmalarla birçok agrivoltaik çeşidi bulunmaktadır. Büyük başarılar, çoğunlukla marul, ıspanak, patates ve domates gibi gölgeye toleranslı ürünlerle elde edilmiştir. Bazı süper umut vadeden örnekler, agrivoltaikler için güçlü bir argüman sunmaktadır.

Arazi iki kez kullanılıyor ve enerji verimliliğini en üst düzeye çıkarabiliriz. Agri-PV sistemleri Fraunhofer Enstitüsü'nde geliştirildi ve araştırmacılar bu teknolojinin Almanya'nın tüm enerji ihtiyacını tarım alanının yalnızca yüzde dördü ile karşılama potansiyeline sahip olduğuna inanıyor. Bu tür yenilenebilir enerji üretimi, Aşağı Saksonya'nın Lüchow kentinde bulunan Steinicke şirketinde zaten test edildi. Güneş modülleri altı metre yükseklikte kuruldu ve gölgede aşağıda bitkiler yetiştirildi. Bu, bitkilere bir mikro iklim sağladığı ve güneş yanığı hasarını azalttığı için faydalıdır. Fraunhofer Enstitüsü ayrıca gölgelemenin etkilerini ve hasat üzerindeki etkisini ölçmek için elma ağaçlarıyla bir test alanı inşa etti. İlk bulgular, fotovoltaik çatının bazı çeşitler için faydalı olduğunu ve onları zararlılardan koruduğunu gösteriyor. Bu teknolojinin yılda yaklaşık 700.000 kilowatt saat elektrik üretebileceği tahmin ediliyor. AgroSolar bu teknolojinin öncüsüdür ve şu anda daha fazla proje üzerinde çalışmaktadır.

Uzun prosedürler ve maliyetli kurulum

Ancak, yaygın bir sorunla karşı karşıyalar: uzun prosedürler. Arazi kullanım planında değişiklik içeren imar planı prosedürünün tamamlanması genellikle iki buçuk yıl sürüyor ve bu da 20.000 ila 80.000 Euro arasında bir maliyete neden olabiliyor. Bu durum, küçük sistemlerin bu süreci karşılamasını zorlaştırıyor. Çiftçilerin ve girişimcilerin Agri-PV sistemlerine yatırım yapabilmeleri için daha fazla teşvike ihtiyaç var, bu da Avrupa Birliği'nden potansiyel bir sübvansiyon olabilir (AB çapındaki tarım sübvansiyonlarının olağan kaynağı). Onayların daha hızlı ve daha kolay olması gerekiyor ve dijitalleşme yardımcı bir araç olabilir.

İnsanların bu değişimi yapabilmeleri için ekonomik koşulların doğru olması gerekiyor, fotovoltaikler iklim değişikliğiyle mücadelede yardımcı bir unsur olabilir. Agri-PV sistemleri ile yenilenebilir enerji üretme fırsatına sahip olurken, aynı zamanda tarımı sürdürerek gıda üretebilme ve insanlığı besleyebilme imkanına sahibiz. Bu teknoloji, teknoloji daha büyük ölçekte uygulanırsa, 170 nükleer santralin ürettiği kadar elektrik üretme potansiyeline sahiptir (teorik olarak).

Daha fazla tarım arazisi sağlamak için, panelin her iki tarafından güneş enerjisi toplayabilen dikey olarak monte edilmiş çift yüzlü güneş panelleri kullanılmaktadır. Bu tür bir kurulum, rüzgar erozyonundan muzdarip alanlarda özellikle iyi çalışacaktır, çünkü yapılar rüzgar hızlarını azaltır ve orada yetişen arazileri ve ürünleri korumaya yardımcı olabilir. Çift yüzlü paneller, geleneksel tek yüzlü panellere göre metrekare başına daha fazla güç üretebilir ve hareketli parçaya ihtiyaç duymaz.

Arazinin çift kullanımı: Riskler ve fırsatların dengelenmesi

Tarım-fotovoltaik (Agri-PV), enerji geçişinde önemli bir faktör olabilecek nispeten yeni bir teknolojidir. Bu teknolojinin potansiyeli büyüktür, ancak kabul görmesi için aşılması gereken engeller de aynı derecede büyüktür. 2030 yılına kadar 215 gigawatt PV kurulumu için EEG değişikliği bazı adımlar atmıştır. Buna, kilovat saat başına 1,2 sentlik bir teknoloji primi dahildir, ancak uzmanlar bunun yeterli olmayabileceğini belirtiyor.

Hollanda, küresel olarak gıda ihracatında ikinci en büyük ülkedir ve Almanya'nın Münih merkezli BayWa grubunun bir yan kuruluşu olan "GroenLeven" adlı bir şirket, yerel meyve üreticileriyle birkaç pilot proje başlatmıştır. Hollanda'nın Babberich kentindeki dört hektarlık ahududu çiftliğinin üç hektarını 2 MW'lık bir tarım-fotovoltaik (agrivoltaics) çiftliğine dönüştürmüşlerdir.

Ahududu bitkileri, güneş panellerinin altında, doğu ve batıya bakan dönüşümlü sıralara yerleştirilerek yetiştirilmiştir. Bu, güneş enerjisi verimini en üst düzeye çıkarırken aynı zamanda bitkileri rüzgardan korumuştur. Panellerin altında üretilen meyvenin miktarı ve kalitesi, geleneksel plastik tüneller altında üretilen meyve ile aynı veya daha iyi bulunmuştur ve çiftçi plastik tünelleri yönetmekten büyük ölçüde iş tasarrufu sağlamıştır. Bir diğer önemli fayda ise güneş panellerinin altındaki sıcaklığın birkaç derece daha serin olması, çiftlik çalışanları için daha hoş bir ortam sağlaması ve referans alana kıyasla sulama suyunu %50 azaltması olmuştur.

AgroSolar'ın Avantajları

Gıda ve enerji ürünleri arasındaki arazi rekabetini ortadan kaldırarak, yeni teknoloji arazi kullanım verimliliğinde önemli bir artış sağlamaktadır - şu anda %186'ya kadar (AgroSolar tarafından iddia edildiği gibi).

Yükseltilmiş güneş panellerinin altındaki araziyi işleyen özel bir tarım makinesi, bu çift kullanımlı teknolojinin temiz enerji üretimini optimize edilmiş ürün büyümesiyle birleştirerek arazi verimliliğini %186'ya kadar nasıl artırdığını gösteren bir tarım-fotovoltaik kurulumunu göstermektedir.

Bu geniş tarım-fotovoltaik dizisi, temiz enerjiyi tarımla birleştiren yenilikçi çift sistemi sergilemekte ve önemli avantajlar sunmaktadır.

Bu tarım-fotovoltaik dizisi, tarım arazilerine ve ürünlere uyum sağlayan çift sistemlerin özelleştirilebilir tasarımına örnek teşkil etmektedir.

AgroSolar tarafından iddia edilen çift sistemin avantajları:

• Her Tarım-Fotovoltaik sistemi özelleştirilebilir ve esnektir, alanın büyüklüğüne, yetiştirilen ürün türüne ve jeolojik koşullara göre uyarlanır.

• Tarım-PV, sıcaklık, kuraklık, şiddetli yağmurlar, dolu ve rüzgar gibi hava aşırılıklarından ürünleri ve hasadı korur.

Tarım makineleri farklı boyutlarda, Tarım-Fotovoltaik sistemler altında her zamanki gibi kullanılmaya devam edilebilir.

Tarım alanlarının su ihtiyacı %20'ye kadar azaltılabilir ve toprağın su tutma kapasitesi artar.

Karbon – Tarım: Tarım-PV ile kontrollü humus biriktirilebilir, bu da gübre ihtiyacını azaltır ve toprağa daha fazla CO2 depolanmasını sağlar.

Tarım-PV kullanımı ürün verimini artırır, bu da tarımsal işletme için daha yüksek gelir elde edilmesini sağlar.

Esnek ve karlı: AgroSolar Europe, kendi sistemine yatırım yapmanın yanı sıra bir kiralama modeli de sunmaktadır, böylece tarımsal işletmenin elektrik kurulumu ve satışı konusunda herhangi bir çaba sarf etmesine gerek kalmaz.

Agrivoltaikler, dünyanın sıcak ve kurak bölgelerindeki enerji ihtiyaçlarımızı karşılama ve su tüketimini azaltma konusunda kazan-kazan stratejisi olma potansiyeline sahiptir.

Tarım-PV'nin bir alan üzerine çatı sağlamak ve arazi kullanımının ikili olması gibi birçok avantajı olsa da, göz önünde bulundurulması gereken dezavantajları da vardır. Bunlar şunları içerir:

• Daha yüksek maliyetler
• Tarım üretimi ile elektrik üretimini dengeleme ihtiyacı
• Toprak koruma endişeleri

Ancak, agrivoltaiklere karşı toplumsal direncin kontrol altına alınması önemlidir, özellikle tarım kisvesi altında büyük güneş enerjisi santralleri inşa etme uygulaması olan sözde agrivoltaikler. Kurallar, düzenlemeler ve bürokrasi de agrivoltaikleri engelleyebilir ve uygun yerel desteğin sürdürülmesi esastır. AB, agrivoltaik sistemleri fiziksel yapılar olarak kabul etmekte ve inşaat ruhsatı gerektirmektedir. Agrivoltaikler için kWh başına maliyet, geleneksel güneş parklarına kıyasla %10-20 daha yüksek olabilir, bu da güneş panellerinin kime ait olduğu sorusunu gündeme getirir. Sübvansiyonlar veya fiyat garantileri yoluyla devlet müdahalesi olmadan, agrivoltaikler diğer güneş enerjisi girişimlerine karşı şans bulamayabilir. Agrivoltaikler, özellikle biyoyakıt bitkileri yetiştirmek için kullanılan arazileri gerçek insan gıda üretimi veya yeniden ağaçlandırma için araziye dönüştürebilirsek, gıda tedarikimize yardımcı olma ve ekilebilir araziyi feda etmeden daha temiz enerji kaynaklarına geçiş yapma potansiyeline sahiptir.

Ayrıca twitter'daki AgroSolar hayranı arkadaşım Lukas'a kısıtlamalar hakkında bazı düşüncelerini paylaşmasını istedim ve işte buradayız:

• İyi su akış yönetimi. Örneğin, sulama için depolama tanklarına giden kenarlara otomatik temizlenebilir, şiddetli yağmura yeterli kapasitede oluklar.
• Agrosolar ile neyin ne kadar iyi yetiştiğine dair veritabanı: Veritabanı konusu fizik ile pek ilgili değil, ancak önemli çünkü tüm mahsuller daha az sert güneş ışığı ile daha iyi yetişmiyor. Çiftçiler için çok daha az korkutucu.

İşte metnin Türkçe çevirisi:

Yarı yerel gaz-enerjiye dönüştürme tampon depolama çözümleriyle işbirlikleri: Tamamlayıcı teknoloji, yüzey sızdırmazlığı gerektirmeyen konteyner tipi gaz-enerjiye dönüştürme, modüler olarak ölçeklenebilir iyi bir seçenek olabilir. Tarımsal güneş enerjisini, benim "zirve güneş enerjisi negatif elektrik fiyatı bariyeri" olarak adlandıracağım şeyin ötesine taşımak için. Bu bariyer zaten bir miktar mevcut ve yakında ciddi şekilde kötüleşebilir.

---

---

• Fraunhofer Enstitüsü (2023) - Almanya'nın enerji ihtiyacının %4'ünün tarım arazilerinin karşılayabileceğini gösteren araştırma.
• AgroSolar Europe - %186'ya Kadar Arazi Kullanım Verimliliği (2023) - Çift üretim sistemlerinin %186 arazi kullanım verimliliğine ulaştığına dair şirket verileri.
• Tarımsal-voltaik Kısıtlamaları Üzerine Uzman Görüşleri (2023) - Teknik ve pratik tarımsal-voltaik zorluklar üzerine uzman yorumları.
• BayWa AG (2023) - %50 daha az sulama ile 2 MW'lık çilek çiftliği örnek olayı.