В настоящее время спрос на энергию в сельскохозяйственном секторе увеличивается для удовлетворения потребностей растущего населения. Доступные в настоящее время источники энергии либо недостаточны, либо близки к истощению. В связи с этой ситуацией среди агроисследователей и специалистов возрастает интерес к поиску новых источников энергии.
Солнце — это вечный центр энергии, который с самого начала существования Солнечной системы преобразует солнечное топливо в солнечную энергию посредством термоядерного синтеза. Солнечная энергия становится все более популярным возобновляемым источником энергии для удовлетворения текущих энергетических потребностей. Солнечная энергия обладает рядом преимуществ, которые фермеры могут использовать как напрямую, так и косвенно. В XXI веке наблюдается растущий переход от традиционных источников энергии к возобновляемым, чтобы обеспечить устойчивое и безопасное будущее, одновременно борясь с серьезными последствиями изменения климата.
Солнечная энергия является одним из лучших возобновляемых источников энергии, поскольку она бесплатна, обильна и не загрязняет окружающую среду. Сельскохозяйственный сектор постепенно начал использовать многочисленные преимущества солнечной энергии. Однако традиционные источники энергии все еще используются во всем мире. Таким образом, существует необходимость в дальнейших исследованиях и повышении осведомленности по теме «Солнечное сельское хозяйство» — его использованию и преимуществам.
Солнечное сельское хозяйство: концепция агровольтаики или агрофотовольтаики (APV)
Агровольтаика — это система, в которой солнечные батареи и сельскохозяйственные культуры сосуществуют на одной и той же территории. Армин Застров и основатель Института солнечной энергетики им . Фраунхофера Адольф Гетцбергер впервые предложили концепцию агровольтаики еще в 1981 году. Они разработали концепцию проектирования и адаптации солнечных панелей для увеличения урожайности сельскохозяйственных культур на той же площади.
В 1980-х годах фотоэлектрические системы были дорогими, а компьютеры — редкостью. Два эксперта вместе разработали уравнения для системы двойного назначения на программируемых карманных калькуляторах. Они опубликовали статью под названием « Картофель под панелями» (Kartoffeln unterm Kollektor ). Идея Гетцбергера и Застроу заключалась в том, чтобы поднять солнечные коллекторы на 2 метра над поверхностью и увеличить расстояние между ними, чтобы предотвратить чрезмерное затенение сельскохозяйственных культур. Они предположили, что системе потребуется всего одна треть поступающего излучения и что дальнейшие технические усовершенствования могут повысить ее пригодность для использования в пищевой промышленности.
Мир был готов принять концепцию агрофотовольтаики только тридцать пять лет спустя, которая была реализована в нескольких проектах и пилотных установках по всему миру. По расчетам, применение агровольтаического подхода может помочь увеличить доходы фермеров более чем на 30 процентов, если подбор подходящих культур сократит потери урожая из-за эффекта затенения.
Цены на солнечные панели снизились более чем на 50 процентов с 2010 года. Таким образом, фермерам стало гораздо выгоднее устанавливать солнечные батареи на своих землях или выращивать сельскохозяйственные культуры для топлива, а не для продуктов питания. Для любого фермера такой переход экономически оправдан. Однако в целом это создает игру с нулевой суммой, которая может ослабить цель обеспечения международной продовольственной безопасности.
Концепция агровольтаики – один из путей решения проблемы. Однако ему необходимо работать в равных масштабах с растущим мировым спросом на энергию и продовольствие. Агроэлектрические системы также имеют потенциал в засушливых регионах, где может возникнуть синергетический эффект. Система обеспечивает широкий спектр преимуществ, таких как экономия воды, экономическая целесообразность, снижение испарения из почвы, повышение стабильности урожайности и т. д.
Применение солнечной энергии в сельском хозяйстве
Поскольку солнечная энергия является самым дешевым и наиболее распространенным источником энергии на Земле, она сможет быстро обеспечить энергоснабжение и снабжение ферм. Несколько систем и устройств солнечной энергии разработаны и доступны для применения в сельском хозяйстве:
- Солнечная фотоэлектрическая насосная система или водоподъем: Насосные системы на солнечной энергии могут эффективно управлять системами орошения под давлением. В оросительных каналах солнечные насосы могут оказаться весьма полезными в качестве водоподъемных систем. Они также обеспечивают равномерное распределение воды в районах, куда традиционные системы водоснабжения не имеют доступа, например, на холмистых возвышенностях.
- Солнечные распылительные машины: Машины для распыления пестицидов на солнечной энергии разработаны специально для мелких фермеров и позволяют им повысить производительность. Машины легко держать и использовать, они оснащены перезаряжаемыми батареями и возможностью прямого солнечного освещения. Распыление пестицидов обычно происходит в дневное время; таким образом, машины смогут улавливать солнечную энергию, избегая установки новых батарей.
- Солнечные сеялки: Сеялки и разбрасыватели семян, работающие на солнечной энергии, обеспечивают простой и удобный способ посева семян. Эти машины пригодятся в тех областях, где традиционная техника недоступна. Подобные автоматические машины на солнечной энергии позволят фермерам избежать использования тяжелых машин. Радиочастота В настоящее время разрабатываются сеялки с солнечным управлением (RF), которые помогут фермерам сеять семена на контролируемой глубине и расстоянии между каждым семенем.
- Солнечная сушка урожая: Солнечная энергия может эффективно использоваться для сушки сельскохозяйственной продукции, такой как зерно, морковь, картофель и т. д. Солнечные сушилки бывают двух типов в зависимости от схемы нагрева: активные и пассивные сушилки. Активные сушилки обеспечивают передачу тепла от солнечной энергии, тогда как пассивные сушилки обеспечивают циркуляцию тепла естественным путем за счет силы или давления ветра.
- Солнечное отопление теплицы: Теплицы во всем мире обычно используют традиционные источники энергии, такие как газ или нефть, для отопления. Однако теперь теплицы на солнечной энергии (SGH) появились на рынке и созданы для использования солнечной энергии как для освещения, так и для отопления.
- Тракторы на солнечных батареях: Тракторы, один из важнейших видов техники, используемой в сельском хозяйстве, обычно потребляют много масла. Тракторы на солнечных батареях работают непосредственно под солнцем, потребляя солнечную энергию через фотоэлектрические системы в течение дня.
Заключение
Солнечная энергия, включая концепцию APV, предлагает несколько возможностей для сельскохозяйственного сектора в зависимости от региональных и климатических условий. Технологии на сельскохозяйственных фермах продолжают быстро совершенствоваться, помогая фермерам. Однако быстрый рост технологий в сельском хозяйстве требует многих источников энергии. Применение солнечной энергии существенно поможет решить проблемы с энергетикой и затратами. Без его применения нынешние источники энергии не смогли бы удовлетворить энергетический спрос и потребление растущего населения. Солнечная энергия является надежным и надежным источником, способным компенсировать все потребности в энергии будущего.
0 комментариев