وتظهر بعض الأفكار بين عشيه وضحيها ، في حين ان البعض الآخر متجذر ببطء أكبر ، وينتظر ان تزدهر الظروف المناسبة.
أجروفولتايكس هو نظام من ألواح الشمسية والمحاصيل الغذائية التي تتعايش علي نفس قطعه من الأرض ، والتي تنتمي إلى هذه الفئة الاخيره. ادولف gotzberg ادولف gotzberg ، مؤسس معهد فروونهوفر للانظمه الشمسية ، وأمين زاسترو (ارمين zastrow) رائده هذا المفهوم في 1981. في ذلك الوقت ، كانت الطاقة الضوئية مكلفه ونادرا ما شوهدت أجهزه الكمبيوتر. لذلك درسوا المعادلات لأنظمه الاستخدام المزدوج علي حاسبه الجيب للبرمجة ونشرت ورقه تسمي من unterm كولتور (البطاطا تحت الفريق)-ادولف gotzberg وأشار في وقت لاحق إلى ان هذا كان من السهل جدا لقبول السبب ،
لان البطاطا تنمو بشكل أفضل في ظل صغير 35 سنوات في وقت لاحق ، والعالم يبدو مستعدا لأفكارهم. منذ 2010 ، انخفض سعر ألواح الشمسية من قبل أكثر من 50 ٪-العديد من المزارعين تجد انها أكثر ربحيه لزراعه المحاصيل تحت صفائف الشمسية ضخمه. النسبة لأي مزارع ، فان هذا التغيير له اهميه اقتصاديه.
ولكنها قامت تدريجيا ببناء لعبه يمكن ان تقوض الأمن الغذائي العالمي. أجروفولتايكس هو وسيله للخروج من المتاعب. وهذا هو ، إذا كان يمكن ان يرضي شهيه العالم النهمة للغذاء والطاقة. هناك سؤال رئيسي واحد: هل يمكن للمزارعين الحصول علي نفس الإنتاج الغذائي تحت ألواح الشمسية ؟
وقد اظهر عدد متزايد من الدراسات انها يمكن ان. الكثير من الظلال يمكن ان تؤذي المحاصيل ، والقليل جدا من الضرر علي الكهرباء.
التباعد المناسب بين ألواح الشمسية والميل من الصفيف هي المفتاح للحصول علي المزيج الصحيح من الطاقة وإنتاج المحاصيل. وفي 2010 ، إنشا كريستيان دوبرااز وزملاءه في المعهد الوطني للزراعة في فرنسا أول مزرعة للبحوث الزراعية بالقرب من مونبلييه. زرعوا اثنين من المحاصيل في ضوء الشمس كافيه ، في حين ان الآخر كان يستخدم معيار كثافة الضوئية مجموعه--بطارية التي ولدت معظم الكهرباء.
الموسم الثالث المحاصيل تنمو تحت مجموعه نصف كثافة ، والذي يسمح لمزيد من الضوء لتمرير من خلال ألواح الشمسية. وفي نهاية موسم النمو الثلاثة ، فقدت المحاصيل المزروعة تحت ألواح الكثافة الكاملة ما يقرب من 50 في المائة من إنتاجيتها. وهذا ليس مستغربا بشكل خاص.
ومن الجدير بالذكر ان النباتات تحت لوحه نصف كثافة هي غزيره الإنتاج وحتى أكثر من النباتات تحت أشعه الشمس الكاملة. علي سبيل المثال ، يشرح الباحث هيلينيارورو ان الخس يتكيف مع الضوء المنخفض عن طريق زيادة حجم الأوراق. كتبت أيضا في ورقه 2013 انه في عالم أكثر دفئا ، وإمدادات المياه يمكن ان يكون في العرض القصير ، والنباتات المظللة تحت ألواح الشمسية يمكن ان تقلل الطلب علي المياه. "لقد أظهرنا في هذه التجربة ان استخدام PVP (نظم الطاقة الضوئية) لتغطيه المحاصيل النباتية المروية يمكن ان ينقذ 14 ٪ إلى 29 ٪ من مياه التبخر ، اعتمادا علي مستوي الظل المنتجة وزراعه المحاصيل.
' الكثير من التظليل يمكن ان يضر المحاصيل ، والقليل جدا من الضرر لتوليد الكهرباء.
التباعد المناسب بين ألواح الشمسية والميل من الصفيف هي المفتاح للحصول علي المزيج الصحيح من الطاقة وإنتاج المحاصيل. واستنادا إلى نتائج البحوث الفرنسية ، بدا باحثون ألمان في معهد فروونهوفر-ادولف غوتزبرغ (ادولف غوتزكي) ، مناقشه جدوى العمليات الزراعية الواسعة النطاق. علي هكتار الثلث من الأراضي الزراعية بالقرب من بحيرة كونستانس, ألمانيا, انها ركبت 720 ألواح الشمسية علي الوجهين--وهذا يعني انها يمكن التقاط الضوء من فوق وتحت.
في فرنسا ، ومع ذلك ، يتصاعد لوحه الخاصة بهم مرتفعه من الأرض ، مما يسمح لمعظم ضوء النهار للوصول إلى المحاصيل ونقل المعدات الزراعية الكبيرة تحت الصفيف. في سبتمبر-أيلول 2016, ربط الباحثات الشمسية اختبار معمل إلى الشبكة ويزرع شتاء قمح, كرفس, بطاطات ونفل تحت المجموعة.
وبعد السنه الاولي ، كان إجمالي إنتاج الاغذيه والكهرباء اعلي بنسبه 60 في المائة من الاغذيه والكهرباء التي حصدت كل مترين مربعين. بالمقارنة مع البرسيم الذي ينمو في الشمس ، والبرسيم هو أفضل ، وتنخفض الانتاجيه بنسبه 5 ٪ فقط. وقد انخفضت غله البطاطا والقمح والكرفس بنحو 19 في المائة مقارنه بالقطع الاختبارية بدون ألواح شمسيه. وأوضح بنديكت كلوتز ، وهو مساعد طالب في معهد فروونهوفر ، ان "توليد الطاقة الإجمالي يتجاوز بكثير الخسائر الزراعية.
' هذه اللوحات توفر ما يكفي من الطاقة لتصل إلى السلطة 62 المنازل في السنه ؛ وقال كلوتز ان الهدف هو تحسين هذا الهدف في المستقبل. واستمر البرنامج البحثي التجريبي لمده ثلاث سنوات. "في النهاية ، نريد ان يقود apv (الصناعات الكهروضوئية الزراعية) في مرحله الاستعداد للصناعة من البناء علي نطاق واسع.
'
وبافتراض ان جميع الخس المزروع في الولايات المتحدة يتحول إلى نظام الطاقة الضوئية الزراعية ، فانه يمكن ان يزيد القدرة الكاملة المركبة للبلد بمقدار واحد. كم حجم هذا ؟ هذه هي المشكلة الاخيره التي حلها معهد البحوث النموذجي. علي سبيل المثال ، وتساءل جوشوا بيرس ، وهو مهندس في جامعه ميشيغان التقنية ، ما يمكن ان يحدث إذا تم تركيب ألواح الشمسية علي مزرعة العنب في الهند. بالنظر إلى الظل من العنب, انه وزملاءه خلق نموذج الكمبيوتر التقنية الاقتصادية, ادراج الأرقام, وجدت ان القيمة الاقتصادية للمزارع العنب الهندية يمكن زيادتها بأكثر من 15 مرات مرات مقارنه مع الزراعة التقليدية-إنتاج العنب لم ينخفض.
إذا كان هذا الاستخدام المزدوج للأرض يحدث في الهند ، ثم توليد الطاقة قد يكون كافيا للسلطة 15,000,000 الناس. كما درست بيرس وزملاءه زراعه الخس في الولايات المتحدة. علي افتراض ان يتم تحويل جميع إنتاج الخس في الولايات المتحدة إلى النظم الزراعية ، يمكن زيادة توليد الطاقة الكهروضوئية ب40 إلى 70,000 ميغاواط.
