در سال‌های اخیر، صنعت کشاورزی دستخوش دگرگونی قابل توجهی بوده که ناشی از پیشرفت در فناوری انرژی‌های تجدیدپذیر است. یکی از امیدوارکننده‌ترین پیشرفت‌ها در این زمینه، ادغام انرژی خورشیدی در شیوه‌های کشاورزی سنتی است. کشاورزان در سراسر جهان با استفاده از انرژی فراوان خورشیدی، انقلابی در عملیات خود ایجاد کرده، کارایی کشاورزی را بهبود می‌‌بخشند و اثرات مخرب زیست محیطی را تا جای ممکن کاهش می‌دهند. استفاده از انرژی خورشیدی می‌تواند در زمینه‌های آبیاری، سرد کردن محصولات کشاورزی و هوادهی برای کشت آبی کمک‌کننده باشد. انرژی‌های تجدیدپذیر مزایای بی‌شماری را از کاهش هزینه‌های عملیاتی گرفته تا تأمین انرژی پایدار و مستقل برای بخش کشاورزی به ارمغان می‌آورد. در این مقاله، چگونگی استفاده از انرژی خورشیدی برای تأمین انرژی، مزایایی که برای کشاورزان و محیط‌زیست به همراه دارد، آینده این ابتکار و نمونه‌های واقعی مزارع فعال با انرژی خورشیدی را که تأثیر مثبت داشته‌اند، بررسی خواهیم کرد.
استفاده از انرژی خورشیدی در کشاورزی
انرژی خورشیدی منبع انرژی تجدید پذیر و فراوانی است که علاوه بر استفاده در مواردی مانند نیروگاه خورشیدی فولاد مبارکه اصفهان می‌تواند در زمینه‌های مختلف عملیات کشاورزی نیز مورد استفاده قرار گیرد.
۱. سیستم‌های آبیاری
از انرژی خورشیدی می‌توان علاوه بر تولید برق در نیروگاه‌های خورشیدی مانند نیروگاه خورشیدی شرکت صنایع نیرو و انرژی پاک فولاد (صناپ) برای تأمین انرژی سیستم‌های آبیاری به روش‌های مختلفی استفاده کرد. یکی از روش‌های رایج استفاده از پنل‌های نیروگاه خورشیدی در آبیاری، تولید برق است که برای تأمین انرژی پمپ‌های آبیاری از آن استفاده می‌شود. این کار را می‌توان با استفاده از سیستم‌های خورشیدی مستقل و یا پنل‌های خورشیدی در سیستم‌های آبیاری موجود انجام داد که در هزینه‌های برق کشاورزان صرفه‌جویی شده و وابستگی آن‌ها به سوخت‌های فسیلی را کاهش می‌دهد.
روش دیگر استفاده از انرژی خورشیدی برای آبیاری، استفاده از سیستم‌های آبیاری قطره‌ای با انرژی خورشیدی است. این سیستم‌ها از پمپ‌های کوچکی استفاده می‌کنند که با پنل‌های خورشیدی تغذیه شده تا مقادیر دقیق آب را مستقیماً به ریشه‌های محصولات برسانند. این سیستم، هدر رفت آب را کاهش داده و بازده محصول را افزایش می‌دهد. این روش به ویژه برای مکان‌های دورافتاده یا خارج از شبکه، که دسترسی به برق وجود ندارد یا محدود است، قابل استفاده و مفید است.
انرژی خورشیدی همچنین می‌تواند برای تامین انرژی سنسورها و سیستم‌های کنترلی که سطح رطوبت خاک را کنترل کرده و به طور خودکار برنامه‌های آبیاری را بر اساس آن تنظیم می‌کنند، استفاده شود. این کار کشاورزان را در بهینه‌سازی شیوه‌های آبیاری خود و کاهش ضایعات آب، یاری می‌کند.
به طور کلی، استفاده از انرژی خورشیدی برای آبیاری می‌تواند به افزایش عملکرد محصول، کاهش مصرف آب و ترویج شیوه‌های کشاورزی پایدار کمک کند.
۲. گرمایش گلخانه
مورد مصرف دیگر انرژی خورشیدی در کشاورزی، استفاده از کلکتورهای حرارتی خورشیدی برای گرمایش گلخانه بوده که شرایط رشد بهینه را برای محصولات گلخانه‌ای در تمام طول سال حفظ می‌کند. این کار نه تنها فصل رشد را طولانی‌تر می‌کند، بلکه هزینه‌های انرژی و انتشار کربن مرتبط با روش‌های گرمایشی معمولی را نیز کاهش می‌دهد.
۳. ماشین‌آلات و تجهیزات
پنل‌های خورشیدی را می‌توان در ماشین‌آلات و تجهیزات مزرعه مانند تراکتور، کمباین و سیستم‌های آبیاری ادغام کرد تا انرژی مورد نیاز آن‌ها را تأمین کند. این امر اتکا به موتورهای دیزلی یا بنزینی را کاهش داده و منجر به کاهش هزینه‌ی سوخت و کاهش ردپای کربن و انتشار گازهای گلخانه‌ای در کشاورزی می‌شود.
۴. خشک‌کن‌های خورشیدی
از انرژی خورشیدی می‌توان برای خشک کردن محصولاتی مانند میوه‌ها و سبزیجات پس از برداشت استفاده کرد. این کار، نیاز به سوخت‌های فسیلی را کاهش داده و بهبود ماندگاری محصولات را به دنبال دارد.
۵. سنسورها و سیستم‌های کنترلی با انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی را می‌توان برای نیرو دادن به سنسورها و سیستم‌های کنترلی که سطح رطوبت خاک، رشد محصول و شرایط آب و هوایی را کنترل می‌کنند (مانند موردی که در بخش گرمایش گلخانه به آن اشاره شد)، استفاده کرد. این کار، شیوه‌های کشاورزی را بهینه می‌کند.
مزایای استفاده از انرژی خورشیدی برای کشاورزی
کشاورزی با انرژی خورشیدی مزایای زیادی را برای کشاورزان، محیط زیست و در مجموع کل جامعه به روش‌های زیر به ارمغان می‌آورد:
۱. کاهش هزینه‌های عملیاتی
کشاورزان با استفاده از انرژی رایگان تولید شده در یک نیروگاه خورشیدی می‌توانند قبوض برق و هزینه‌های عملیاتی مرتبط با آبیاری، گرمایش و ماشین‌آلات را به میزان قابل توجهی کاهش دهند.
۲. افزایش راندمان
سیستم‌های کشاورزی با انرژی خورشیدی اغلب کارآمدتر از همتایان معمولی خود بوده، انرژی را به طور موثرتری مصرف می‌کنند و ضایعات را به حداقل می‌رسانند.
۳. کاهش اتکا به سوخت‌های فسیلی
کشاورزان با انتقال منبع انرژی مورد نیاز خود به انرژی خورشیدی، می‌توانند وابستگی خود را به سوخت‌های فسیلی کاهش داده و در نتیجه انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش دهند که کاهش تغییرات آب و هوایی را به دنبال خواهد داشت.
آینده انرژی خورشیدی در کشاورزی
آینده انرژی خورشیدی در کشاورزی امیدوارکننده به نظر می‌رسد زیرا فناوری همچنان در حال پیشرفت است که در نتیجه، هزینه‌ها روند کاهشی به خود خواهند گرفت. چند رویه و اقدام در زمینه‌ی پیشرفت این کار وجود دارد که احتمالاً آینده‌ی انرژی خورشیدی در کشاورزی را شکل می‌دهد.
۱. افزایش استقبال از انرژی خورشیدی
با ادامه کاهش هزینه فناوری خورشیدی و افزایش آگاهی از مزایای آن، کشاورزان بیشتری احتمالاً سیستم‌های آبیاری با انرژی خورشیدی، گلخانه‌ها و سایر فناوری‌های کشاورزی را انتخاب خواهند کرد.
۲. بهبود در کارایی و قابلیت اطمینان
پیشرفت‌های فناوری خورشیدی احتمالاً منجر به سیستم‌های کارآمدتر و مطمئن‌تر با انرژی خورشیدی می‌شود که جذابیت انرژی خورشیدی را برای کشاورزان بیشتر می‌کند.
۳. ادغام بیشتر با سایر فناوری‌ها
انرژی خورشیدی احتمالاً به طور فزاینده ای با سایر فناوری‌ها مانند کشاورزی دقیق، سنجش از راه دور و تجزیه و تحلیل داده‌ها برای بهینه سازی عملکرد محصول و کاهش هدر رفت آب ادغام خواهد شد.
۴. استفاده بیشتر در مناطق خارج از شبکه و مناطق دور افتاده
انرژی خورشیدی احتمالاً نقش مهمی را در تأمین آبیاری، روشنایی و نیرو برای کشاورزان در مناطق دورافتاده و خارج از شبکه، جایی که دسترسی به برق شبکه محدود یا وجود ندارد، ایفا خواهد کرد.
۵. سرمایه گذاری بیشتر دولت و بخش خصوصی
دولت‌ها و بخش خصوصی احتمالاً سرمایه‌گذاری خود را در انرژی خورشیدی برای کشاورزی خواهند داد زیرا آن را راه حلی پایدار و مقرون به صرفه می‌دانند.
دو نمونه از مزارع پیشگام و فعال با انرژی خورشیدی در جهان
چندین نمونه‌ی پیشگام در سراسر جهان پتانسیل دگرگون کننده کشاورزی با انرژی خورشیدی را به همگان اثبات می‌کند که در ادامه به دو نمونه از آن‌ها اشاره می‌شود.
۱. مزرعه انرژی خورشیدی دانشگاه کنیاتا (Kenyatta)، کنیا
در کنیا، دانشگاه کنیاتا یک سیستم آبیاری با انرژی خورشیدی را اجرا کرده است که آب را برای محصولات کشاورزی حتی در فصول خشک تامین می‌کند. این کار باعث افزایش بهره‌وری کشاورزی، بهبود امنیت غذایی و توانمندسازی جوامع محلی شده است.
۲. مزرعه آکواپونیک با انرژی خورشیدی، استرالیا
در استرالیا، یک مزرعه آکواپونیک با انرژی خورشیدی، پرورش ماهی را با کشت سبزیجات هیدروپونیک ترکیب می‌کند و یک سیستم حلقه‌ای بسته را ایجاد کرده که به طور کامل از انرژی خورشیدی تغذیه می‌کند. این رویکرد نوآورانه برای کشاورزی نه تنها سازگار با محیط زیست است، بلکه بسیار مولد بوده و ماهی و سبزیجات را به طور پایدار تولید می‌کند.
کلام آخر
ادغام انرژی خورشیدی با کشاورزی، شیوه‌های کشاورزی را متحول کرده و راه را برای سیستم غذایی پایدارتر و انعطاف‌پذیرتر هموار می‌کند. کشاورزان با استفاده از نیروی خورشید و انرژی تولید شده در نیروگاه خورشیدی می‌توانند هزینه‌ها و اثرات زیست محیطی تولید مواد غذایی را کاهش داده و بهره‌وری کشاورزی را افزایش دهند. همان‌طور که ما همچنان با چالش‌های تغییرات آب و هوایی و امنیت غذایی روبرو هستیم، کشاورزی با انرژی خورشیدی پرتو امیدی برای آینده‌ای روشن‌تر و سبزتر ارائه می‌دهد.
