آیا انرژی خورشیدی می‌تواند کشاورزی را از سوخت دیزل بی‌نیاز کند؟

چرا کشاورزان به تولید برق خودشان فکر می‌کنند؟

وقتی قیمت دیزل و کود در پی یک بحران جهانی بالا می‌رود، هزینه برداشت و تولید ناگهان افزایش پیدا می‌کند و حاشیه سود مزرعه کوچک‌تر می‌شود. تولید بخشی از انرژی در خود مزرعه می‌تواند راهی برای کاهش این آسیب‌پذیری باشد.

نصب پنل روی سقف سوله یا زمین کم‌بازده، به مزرعه امکان می‌دهد برق مورد نیازش را با هزینه کمتری تولید کند. این برق می‌تواند برای پمپ‌های آب، تجهیزات ثابت و بخشی از عملیات روزانه به کار برود؛ هرچند فعلاً جایگزین کامل سوخت مایع نیست.

پنل خورشیدی و باتری چگونه مزرعه را مستقل‌تر می‌کنند؟

پنل‌های خورشیدی در طول روز برق تولید می‌کنند، اما مزرعه ممکن است شب یا در روزهای ابری هم به انرژی نیاز داشته باشد. باتری می‌تواند بخشی از برق تولیدشده را ذخیره کند تا بعداً مصرف شود. به همین دلیل، ترکیب پنل و باتری از پنل خورشیدی تنها کاربرد گسترده‌تری دارد.

برخی مزارع از ریزشبکه استفاده می‌کنند؛ یعنی پنل خورشیدی، باتری، تجهیزات مزرعه و یک ژنراتور پشتیبان در قالب یک سامانه هماهنگ کار می‌کنند. چنین مدلی می‌تواند برق مزرعه را پایدارتر کند، اما به سرمایه اولیه، تجهیزات قابل‌اعتماد و نگهداری فنی نیاز دارد.

کدام تجهیزات کشاورزی زودتر برقی می‌شوند؟

پمپ‌های آب و دیگر تجهیزات ثابت احتمالاً نخستین گزینه‌ها برای جایگزینی با مدل‌های برقی هستند. در استرالیا، دیزل حدود ۸۴٪ انرژی مصرفی مزارع را تأمین می‌کند و علاوه بر تراکتور و کمباین، برای پمپ‌های آب و ژنراتورها هم به کار می‌رود. با خراب شدن تجهیزات قدیمی، برخی کشاورزان می‌توانند مدل‌های برقی را جایگزین کنند و برق آن‌ها را از خورشید بگیرند.

تراکتورهای برقی کوچک برای کارهای سبک‌تر در دسترس قرار گرفته‌اند، اما تراکتورهای بزرگ و کمباین‌های باتری‌دار هنوز برای استفاده گسترده آماده نیستند. باتری‌های امروزی در مقایسه با دیزل، انرژی کمتری را در وزن مشابه خود ذخیره می‌کنند. ماشین‌آلات بزرگ همچنین ممکن است در میانه روز به شارژ نیاز داشته باشند؛ توقف طولانی هنگام برداشت محصول می‌تواند با زمان‌بندی حساس کار مزرعه تداخل پیدا کند.

نمونه‌هایی از مزرعه‌هایی که این مسیر را شروع کرده‌اند

باغ بادام Cadell Orchards در ایالت New South Wales استرالیا سال‌ها خارج از شبکه برق فعالیت کرده است. تا همین اواخر، پمپ‌های آبیاری آن با ژنراتورهای دیزلی کار می‌کردند، اما افزایش هزینه دیزل و عملی نبودن اتصال به شبکه، استفاده از این روش را دشوار کرد.

این مجموعه یک ریزشبکه با بیش از ۸هزار پنل خورشیدی و یک باتری نصب کرده و هدفش تولید بیش از ۸۵٪ برق مورد نیاز خودش است. برای کاهش هزینه اولیه، مالکیت و نگهداری کل سامانه را به یک شرکت انرژی سپرده و خود برق تولیدشده را خریداری می‌کند.

مدل دیگری که برخی کشاورزان دنبال می‌کنند، «کشاورزی‌خورشیدی» یا agrivoltaics است؛ یعنی استفاده هم‌زمان از زمین برای کشاورزی و نصب پنل. بعضی کشاورزان می‌گویند پنل‌ها با ایجاد سایه و کمک به حفظ رطوبت خاک، برای پرورش گوسفند و تولید پشم مناسب‌اند.

چه چیزهایی جلوی خودکفایی کامل انرژی را می‌گیرد؟

خورشید رایگان است، اما سامانه خورشیدی همیشه از نظر مالی به‌صرفه نیست. یک کشاورز پنبه‌کار در Queensland پس از نصب سامانه‌ای بزرگ، سالانه حدود ۶۰هزار دلار استرالیا صرفه‌جویی کرد، اما مقررات شبکه مقدار برقی را که می‌توانست بفروشد یا بین ایستگاه‌های پمپاژ جابه‌جا کند، محدود کرده بود.

در یک طرح پیشنهادی در استرالیا، افزایش سقف حمایت از سامانه‌های خورشیدی کوچک از ۱۰۰ کیلووات به یک مگاوات می‌توانست هزینه نصب را حدود ۲۰٪ کاهش دهد. برای سامانه‌ای ۲۵۰ کیلوواتی، صرفه‌جویی برآوردشده ۶۸هزار دلار استرالیا بود. چنین حمایتی ممکن است سامانه‌های بزرگ‌تر را برای مصرف‌کنندگان پرمصرف، از جمله مزارع بزرگ، جذاب‌تر کند.

با این حال، پنل و باتری همیشه کافی نیستند. اگر چند روز تاریک و ابری پشت سر هم ادامه پیدا کند، ژنراتور ممکن است دوباره لازم شود. دسترسی به تأمین مالی، تعمیرکار محلی، تجهیزات مطمئن و راهنمایی قابل‌اعتماد نیز برای اجرای موفق این تغییر ضروری است. برخی جوامع روستایی هم به پروژه‌های بزرگ انرژی تجدیدپذیر و خطوط انتقال بدبین‌اند.

بنابراین گذار انرژی برای همه مزارع یکسان یا یک‌باره نخواهد بود. ممکن است یک مزرعه ابتدا پمپ آب را برقی کند، مزرعه‌ای دیگر پنل و باتری نصب کند و برخی نیز برای ادامه کار ماشین‌آلات فعلی به تولید بیودیزل از روغن یا چربی زائد فکر کنند. حذف کامل مخزن دیزل نزدیک نیست، اما افزایش پنل‌ها روی سقف سوله‌ها و تولید برق پاک در مزرعه، مسیر محتمل‌تری است.