كتب : أحمد سليمان – وسيم إمام
يمثل تحقيق التوازن بين استثمار المساحات الزراعية لإنتاج الطاقة المتجددة دون المساس بجودة المحاصيل وكمِّ الإنتاج الزراعي تحديًا يتطلب حلولًا مرنة، في ظل ما نشهده اليوم من تغيرات عالمية واحتباس حراري، وبشكل خاص في المناطق الأكثر عرضة للحرارة والجفاف.
وفي هذا الإطار يقدم نظام أجريفولتيكس؛ القائم على الجمع بين إنتاج المحاصيل الزراعية وإنتاج الطاقة، من خلال نشر الألواح الشمسية فوق المساحات المزروعة، حلًا قابلًا للتطبيق، إذ نفذت جامعة أريزونا الأمريكية أبحاثًا حديثة أثبتت كفاءة النظام وآثارة الإيجابية المتمثلة في زيادة إنتاج الغذاء وتوفير المياه وإنتاج الطاقة الكهربائية بكفاءة أعلى وعلى الرغم من أن فكرة نظام أجريفولتيكس الجديد حظيت خلال الأعوام الأخيرة بالقبول والتأييد، إلا أن جميع الدراسات السابقة المتعلقة بأنظمة الغذاء والطاقة والمياه لم تركز على مناطق الأراضي الجافة، التي تواجه تحديات إنتاج الغذاء ونقص المياه، لكن لديها فائض من الطاقة الشمسية؛ وفقًا لدراسة نشرتها مجلة " نيتشر" البريطانية.
من جهته قال جريج بارون جافورد، الأستاذ المشارك في كلية الجغرافيا والتنمية والمؤلف الأساسي للدراسة إن «كثيرًا منا يريد مزيدًا من الطاقة المتجددة، ولكن أين نضع كل هذه الألواح؟ نحن نوزعها على أطراف المدن، ولهذا حان الوقت لنستثمرها في زراعة طعامنا بالفعل. ووجدت دراسة حديثة رفيعة المستوى نشرتها مجلة نيتشر أن أراضي المحاصيل الحالية تجسد أغطية أرضية مثالية لامتصاص واستثمار الطاقة الشمسية، وفقًا لسلسلة أبحاث شملت دراسة السطوع الشمسي ودرجة الحرارة ونسبة الرطوبة.
وأنشأ الفريق البحثي أول موقع لبحوث الصناعات الزراعية في بيوسفير2 جنوب صحراء ولاية أريزونا، باستخدام الألواح الشمسية وزرعوا تحتها خضروات محلية، وعمد الأساتذة الجامعيون والطلبة إلى إجراء أبحاث شاملة، عن الوقت الذي يتطلبه نمو النباتات وكمية امتصاص النباتات للكربون من مياه الري والجو وإجمالي إنتاج الغذاء خلال الموسم الزراعي.
وركزت الدراسة على نباتات الفلفل الهندي والفلفل الحار المكسيكي والطماطم الصغيرة، المزروعة في ظل مجاميع الألواح الشمسية، وراقب الباحثون طوال موسم النمو الصيفي للنباتات الذي يمتد ثلاثة أشهر، مستويات الضوء الواصل إلى النباتات ودرجة حرارة الهواء ونسبة الرطوبة، باستخدام أجهزة استشعار مثبتة فوق سطح التربة، فضلًا عن قياس درجة حرارة التربة وسطحها على عمق خمسة سنتيمترات.
ومنح الباحثون محاصيل نظام أجريفوليتكس، معدلات ري مساوية لمعدلات ري النباتات في نظم الزراعة التقليدية، واختبروها وفق نظامي ري؛ الري اليومي والري كل يومين.
وفرة في المحاصيل
وأثبتت التجربة تأثير نظام أجريفوليتكس الواضح على نمو النباتات وتكاثرها، من خلال ثلاثة عوامل؛ درجات حرارة الهواء وأشعة الشمس المباشرة وحاجة الجو للمياه، وأدى الظل الذي توفره الألواح الشمسية إلى انخفاض في درجات الحرارة خلال ساعات النهار وارتفاعها ليلًا مع ارتفاع نسبة الرطوبة في الهواء، على عكس نظم الزراعة التقليدية في الأراضي المكشوفة.
وقال جافورد «أثبتت التجربة أن إنتاج المحاصيل في ظل الألواح الشمسية، بات أفضل، بعد أن وفرنا لها حماية من أشعة الشمس المباشرة، وتضاعف إنتاج الفلفل الهندي ثلاث مرات، والطماطم الصغيرة مرتين، في ظل نظام أجريفوليتكس.»
رفع كفاءة الألواح الشمسية
وبالإضافة لفوائد نظام أجريفوليتكس على المحاصيل، وجد الباحثون أن تطبيقه انعكس إيجابًا على إنتاج الطاقة النظيفة وزاد من كفاءة الألواح الشمسية حيث أثبتت التجربة أن زراعة المحاصيل تحت الألواح الشمسية ساعد الباحثين على خفض درجة حرارة المجاميع الشمسية، لأنها حساسة بطبيعتها لدرجة الحرارة ويتسبب ارتفاعها في تسخين الألواح وهو ما يخفض من كفاءتها.
