Tarım ve Yenilebilir Enerji Bir Arada:
Agrofotovoltaik Sistem

Tarım ve yenilebilir enerji geçmişten günümüze kadar birbirinden ayrılmaz iki kavramdır. Bu iki kavram doğrultusunda geliştirilen ‘Agrofotovoltaik’ adı verilen sistem ile aynı arazi alanı üzerinden toplumun hem teknolojik enerji ihtiyacı hem de biyolojik enerji ihtiyacı karşılanabilir.

A- A+

27.02.2018 tarihli yazı 10257 kez okunmuştur.

Agrofotovoltaik sistem, hem fotovoltaik gücü hem de konvansiyonel tarım için aynı ekilebilir arazi alanının kullanımıdır. Agrofotovoltaik sistem, 1981 yılında Adolf Goetzberger ve Armin Zastrow tarafından, genel üretimi iyileştirmek için tasarlanmıştır. Bu sistemde herhangi bir bitki türünde doyma noktasından sonra bir bitkideki daha fazla foton, fotosentez oranına ulaşamayacağı için, geriye kalan güneş ışığı güneş panelleri sayesinde enerjiye dönüştürülebilir düşüncesiyle yola çıkıldı. Bu amaç doğrultusundaki çalışmaların ilk prototipleri 2004 yılında Japonya‘da geliştirildi.

Agrofotovoltaik sistemlerde hem panellerde hem de bitkilerde soğurulan güneş enerjisini en üst düzeye çıkarmak için bazı değişkenlere dikkat edilmesi gerekir. Agrofotovoltaik sistemler için dikkate alınan ana değişken, güneş panellerinin açısı olan, eğim açısıdır. Agrofotovoltaik sistemde dikkate alınması gereken diğer değişkenler ise; bu sistemde yetiştirilebilir bitkilerin seçilmesi, panellerin yüksekliği, bölgedeki güneş ışınlaması ve bölgenin iklimidir.

►İlginizi Çekebilir: Güneş Enerjisinden Nasıl Elektrik Elde Edilir?

Agrofotovoltaik sistemin geliştirilmesi için yapılabilecek çalışmalar, hala aktif olarak araştırılmaktadır. Bu araştırmalar sonucunda güneş panellerinin altındaki buharlaşma seviyelerini test eden bir deneye göre; güneşe çok fazla ihtiyacı olmayan, gölgeye dayanıklı bir bitki olan salatalıklarda ve üretimi için sürekli sulandırmaya ihtiyaç duyulan marullarda %14 - %29’luk bir su tasarrufu olduğu tespit edildi. Agrofotovoltaik sistem su verimliliğine dikkat edilmesi gereken ekinler veya alanlar için oldukça avantaj sağlayabilir.

Agrofotovoltaik Projeleri

Agrofotovoltaik 1981'de Prof. Adolf Goetzberger tarafından başlatıldığında, dünya genelinde birçok büyük APV tesisi kuruldu ancak; "Agrofotovoltaik - Kaynak Etkin Arazi Kullanımı" projesinde araştırmacılar, ilk kez gerçek koşullar altında bir pilot fabrikada teknolojinin ekonomik, teknik, toplumsal ve ekolojik yönlerini araştırıyorlar. Araştırma projesi Alman Federal Eğitim ve Araştırma Bakanlığı (BMBF) ve Sürdürülebilir Kalkınma Araştırması (FONA) tarafından finanse edilmektedir.

Constance Gölü yakınlarındaki agrofotovoltaik (APV) pilot projesi, boş ekilebilir arazilerden daha fazla verim sağlamayı amaçlıyor. Fraunhofer Enstitüsü tarafından yönetilen "Agrofotovoltaik - Kaynak Etkin Arazi Kullanımı" adındaki proje doğrultusunda, elektrik üretimi için kullanılan güneş modülleri, ekili alanın üçte hektarlık bir bölümüne inşa edildi. Bu güneş modüleri, 194 kilowatt enerji üretilecek şekilde tasarlanıldı. Fotovoltatik sistem yerleştirilmiş ekili alanın hemen bitişiğindeki ekili bölüm, ortaya çıkan mahsullerin kıyaslamasını yapabilmek için hiçbir değişime uğratılmadı. Çiftçiler agrofotovoltaik sistemler sayesinde % 80 seviyesindeki mahsul üretim seviyelerini muhafaza ederken bir yandan da ek gelir kaynağı olabilecek kadar elektrik üretmeyi umuyorlar.

Projeye göre; buğday, patates, yonca ve kereviz yetiştirilen bir alanda, güneş panelleri ,ürünleri yetiştirmede kullanılan ekipmanlara yer sağlamak için, yerden beş metre yükseğe monte edilmiştir.Yerden belirtilen yüksekliği sağlayabilmek için ek aparatlar kullanılması gerekir. Bu nedenle araştırmacılara göre, ilk kurulumda agrofotovoltaik çiftlik; geleneksel bir fotovoltatik(PV) çiftliğin kurulum maliyetinden daha fazladır ancak kurulumdan sonraki dönemlerde ticari arazinin genel verimliliğini % 60 oranında arttırması bu sistemin uygulamaya dökülmesinin oldukça avantajlı olduğunu gösteriyor.

Agrofotovoltaik sistem çalışmalarında ayrıca çiftliklerde iki yüzeyli PV panelleri kullanıldı. Bu paneller doğrudan yukarıdan ışınları yakalayarak elektrik üretimini sağlıyor ve alttan yansıyan ışığı hasat ederek de bitkilerin gölgede kalmasını engelliyor. Yapılan ölçümlere göre kışın karla kaplı zeminde, iki yüzlü PV panelleri tek taraflı güneş panellerine göre % 25 daha fazla güç üretebilecek kadar çok ışık yansıtıyor. Ayrıca soğuk havalarda tarım yapılan arazilerde daha avantajlı bir kullanım sağlıyor.

Araştırmacıların günümüze kadar yaptıkları gözlemle sonucunda elde ettikleri mevcut değerler; PV diziliminin yetiştirilen ürüne bağlı olarak % 5 ila % 20 arasında mahsul verimini düşürdüğü göstermektedir. Boş bir araziye ekilen yonca üretimi, % 5'lik(en düşük) bir verim düşüşüne maruz kalırken; buğday, patates ve kereviz üretimleri yaklaşık %20 (en yüksek) bir verim düşüsüne maruz kalmıştır. Elde edilen bu veriler ABD'de yetiştirilen mısırın yaklaşık% 40'ının kalite sorunundan dolayı etanol yakıtı haline getirildiği göz önüne alınırsa, bu sistem iş görür bir vaziyettedir.

Aşağıdaki video ile genel proje ve sistem hakkında detaylı bilgi edinebilrisiniz.