Agrivoltaik tarım, güneş panellerinin altında mahsul yetiştirme uygulamasıdır. İnsanoğlunun varoluşundan, günümüze kadar olan temel ihtiyaçları; barınma, beslenme ve neslinin devamı gibi ilkelerdir. Bu süreçte teknolojinin ilerlemesi, yaşam kalitesinin artması, dünya nüfusunun hızlı artışı gibi faktörler, temel ihtiyaçların temini noktasında birtakım değişikliklere neden olmuştur. Günümüz şartları düşünüldüğünde, yeryüzünde yaşayan milyarlarca insanın, beslenme ve enerjiye olan gereksinimi göz ardı edilemeyecek kadar fazladır. Birleşmiş Milletler Gıda Tarım Örgütü’nün 2022 Ocak ayında yayınladığı raporda 40’dan fazla ülkenin acil olarak gıda yardımına ihtiyacı olduğuna değinilmektedir.
Dünyada açlığa son vermek ve kötü beslenmenin her türünü 2030 yılına kadar sonlandırmak için gözetilen hedefte çaba sarf edilmiş olunsa da sayısal veriler bunun gerçekleşmeyeceği yönünde ciddi uyarılar vermektedir. Literatürde çoğunlukla, beslenme ve enerji konuları farklı başlıklar altında düşünülmüş olsa da tarihte ilk kez 1982 yılında Goetzberger and Zastrow tarafından “Agrivoltaic” fikri ortaya atılmıştır. Toprağa dayalı tarım ve güneş enerjisi ile elektrik üreten üreteçlerin (fotovoltaik-PV) birleşmesinden oluşan bir terim olan “Agrivoltaic”, PV paneller altında gerçekleştirilen tarım şeklidir. Ülkemizde Güneş Enerji Santral (GES)-Tarım olarak da adlandırılabilir. Bu fikir ortaya çıktığı ilk yıllarda dikkat çekememiş olsa da ilerleyen yıllarda oldukça önem kazanmıştır.
GES-Tarım sistemleri sadece elektrik üretimi veya tarımla ilgili olmayıp, iklim değişikliğinin önlenmesi amacıyla da son derece önemlidir. 19. yüzyıldan itibaren hızlı sanayileşme, atmosferdeki sera gazı yoğunluğunu da artırmıştır. Sanayileşme ile birlikte elektriğe olan ihtiyacın konvansiyonel enerji kaynakları ile karşılanması çevreyi ciddi oranda etkilemektedir.
1 kWh elektriğin elde edilme döngüsü düşünüldüğünde, ortaya çıkan ortalama karbon yoğunluğu 475 gCO2/kWh civarındadır. Ancak gelişen PV teknolojisi ile artan panel verimlilikleriyle, 1 kWh elektrik üretimi için ortalama 15 g karbon yoğunluğu ortaya çıkmaktadır.
Bununla birlikte, yeryüzüne düşen güneş ışın miktarlarının değişkenlik göstermesi ve teknolojik gelişimlere rağmen panel verimliliklerinin yüzde 30’larda olması, kurulu güneş enerji santrallerinin kapladıkları alanların büyük olma sebeplerindendir ve bunlar genellikle verimsiz topraklar üzerine kurulmaktadır. Çin’de bulunan Gobi çöllerinde kurulu 700 MegaWatt’lık GES santrallerinin altında yetiştirilen dut meyvesi GES-Tarım için son derece güzel bir örnektir. Ayrıca, tarım arazileri üzerindeki uygulamalar için literatüre bakıldığında marul, üzüm, biber, domates, aloe vera, mısır ve mera otları yetiştiriciliğinde bu yöntem ile yüksek oranlarda verim elde edildiği görülmektedir.
GES-Tarım (Agrivoltaic) sistemler neden önemlidir?
GES-Tarım sistemleri ile aynı toprak parçası üzerinde elektrik üretimi yapılabildiği gibi tarım da yapılmaktadır. Mevcut, PV ile elektrik üretim yerlerinde sadece elektrik üretilmektedir. Bu durum PV altında, tarım yapılabilecek arazilerden maksimum alınabilecek verimin önüne geçmektedir.
GES-Tarım sistemlerin kullanımı ile elektrik üretim verimi artırılabilmektedir. PV panellerin sıcaklıklarının artması, verimliliğinin düşmesine sebep olmaktadır. Panellerin alt kısımlarında yetiştirilen bitkilerin sulanması ile panel altlarında mikro-iklimik bir ortam oluşmakta ve panellerin sıcaklıkları bu yöntemle düşürülmektedir. Bu sayede panel soğutularak, verimliliği artırılmaktadır.
GES-Tarım sistemleri ile tarımsal arazilerde kullanılan su miktarları azami ölçüde azaltılmaktadır. Panelin alt kısmında, gölgede kalan toprak daha uzun süre nemli olarak kalacak ve bitkilerin büyüyüp gelişmesi için ihtiyaç duyulan su, nemli topraktan uzun süre karşılanabilecektir.
GES-Tarım sistemleri ile gölgeli ortamı seven, uygun bitki seçilmesiyle bitki verimliliği artırılabilmektedir.
GES-Tarım sistemleri ile kullanılabilir tarım arazi alanları genişletilebilmektedir ve ayrıca üretilen mahsul miktarları da arttırılmaktadır.
GES-Tarım sistemleri ile robotik ve otonom tarıma elverişli ortamlar elde edilebilir. Çelik yapı arasında yetişen bitkilerin kontrolleri, ihtiyaç duydukları vitamin ve mineral oranları, mahsullerin toplanması gibi süreçler insan eli değmeden, çelik yapılara bağlı robotik sistemlerin hareketi ile sağlanabilir.
GES-Tarım sistemleri mutual yani karşılıklı yarar sağlayan, kazan-kazan ilkesi ile ülkemizin âtıl alanlarının tarıma kazandırılmasının yansıra, üretilen elektrik miktarının arttırılmasına da katkı sağlayacaktır.
GES-Tarım sistemleri ile artan nüfusun beslenme ve enerji ihtiyaçlarının karşılanması ile birlikte aynı alan üzerinde farklı iş kollarına (çiftçi, kaynak işçisi) istihdam alanları sağlayacaktır.
Ülkemiz ve dünyadaki hızlı nüfus artışı ve sınırlı su kaynakları ile birlikte toplumların beslenme ihtiyaçlarının karşılanmasında tarımın önemi artmış ve gelecekte de daha da artacaktır. Ülkemizdeki toplam iş gücünün yüzde 20’si ile toplam gelirin yüzde 6,3’ünü üstlenen, bununla birlikte çevre ve doğal kaynakların korunmasında rol alan ve ihracat gelirlerimize katkı sağlayan tarım sektörü stratejik öneme sahiptir. İklim değişiklilerinin önüne geçilmesi ve daha yaşanası bir dünyanın sürdürülebilmesi için yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı son derece önemlidir. Ülkemiz, güneşli gün sayısı açısından bakıldığında, en yakın Avrupa ülkelerinden Fransa ve İspanya’dan güneşli geçen gün sayısı yüzde 30 oranında daha fazladır. Dolayısıyla bu potansiyelin verimli bir şekilde kullanılması durumunda ülkemizdeki toplam elektrik ihtiyacının yüzde 75’i bu yöntemle karşılanacağı öngörülmektedir. Tüm bunlar göz önünde bulundurulduğunda, bundan sonra kurulacak GES santrallerinin agrivoltaic yapıda olması, kullanılan klasik tek yüzlü panellerin yanı sıra, ikiyüzlü veya şeffaf panellerin kullanımı ile tarım ürünlerinin çeşitlendirilmesi ve ülkemizde tarım ve enerjinin sürdürülebilir olmasına da ayrıca katkı sağlayacaktır.
Çevre Mühendisi Elmas Zeynep Salihoğlu
Yükleniyor ...
