استخدامات الطاقة الشمسية في الزراعة

استخدام الطاقة الشمسية في الزراعة

يوجد على كوكب الأرض ثلاثة مصادر للطاقة المتجددة: الإشعاع الشمسي والحرارة من لب الأرض (الطاقة الحرارية الأرضية) وقوة الجاذبية الناتجة عن حركات الكواكب (طاقة المد والجزر) ، تمثل الطاقة الناتجة عن الإشعاع الشمسي حوالي 99.9٪ من إجمالي الطاقة المتاحة على الأرض.

حسب التعريف ،

الطاقة الشمسية

هي “الطاقة الشمسية هي تحويل ضوء الشمس إلى أشكال طاقة قابلة للاستخدام ”  ،  تقنيات الطاقة الشمسية الرئيسية هي الخلايا الكهروضوئية (PV) والكهرباء الحرارية الشمسية والتدفئة والتبريد بالطاقة الشمسية ،  بالنسبة للإنتاج الزراعي والمعالجة ، تعد الطاقة الشمسية مصدرًا مهمًا للطاقة ، ولا سيما للري والتبريد والتجفيف.

• 
  تجفيف المحاصيل والحبوب
  

يعد استخدام الشمس لتجفيف المحاصيل والحبوب من أقدم الأنواع وأكثرها استخدامًا تطبيقات الطاقة الشمسية ،  إن أبسط التقنيات وأقلها تكلفة هي السماح بالمحاصيل لتجف بشكل طبيعي في الحقل ، أو لنشر الحبوب والفاكهة في الشمس بعد الحصاد ،  يفسد ما يصل إلى 70 في المائة من المنتجات الزراعية أثناء العملية التقليدية للتجفيف في الهواء الطلق ، لا سيما في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية ، و بالتالي ، تفسد كميات كبيرة من الفواكه والخضروات في العديد من البلدان النامية ،

ومن الأسباب الشائعة عدم كفاية البنية التحتية ، وعدم كفاية قدرات المعالجة ، وتزايد صعوبات التسويق الناجمة عن تكثيف المنافسة والحمائية في الأسواق الزراعية العالمية ، في كثير من الأحيان ، يتم التجفيف على مستوى المزرعة بعد الحصاد مباشرة ، خاصة مع المحاصيل سريعة التلف ، في ذروة وقت الحصاد عندما تكون الأسواق المحلية مشبعة  ،يتيح تجفيف المنتجات الزراعية مثل الخضروات والفواكه واللحوم بالطاقة الحرارية أوقات تخزين أطول ونقل أسهل – مما يساهم في تحسين دخل السكان وحالة الإمداد  ، عيب هذه الأساليب هو أن المحاصيل والحبوب عرضة للتلف .

• 
  تدفئة المياه
  

غالبًا ما تتطلب عمليات تربية الماشية والألبان متطلبات كبيرة لتسخين الهواء والماء ، تقوم مزارع الدواجن الحديثة بتربية الحيوانات في مبان مغلقة ، حيث يكون ذلك ضروريًا

• 
  تسخين البيوت الزجاجية
  

تطبيق زراعي آخر للطاقة الشمسية هو تسخين البيوت الزجاجية ،  يعتمد المنزل عادةً على الشمس لتوفير احتياجات الإضاءة الخاصة به ، تم تصميم الدفيئة الشمسية لاستخدام الطاقة الشمسية للتدفئة والإضاءة ، تحتوي الدفيئة الشمسية على كتلة حرارية لتجميع وتخزين الطاقة الحرارية الشمسية ، و عازل للاحتفاظ بهذه الحرارة لاستخدامها أثناء الليل وفي الأيام الملبدة بالغيوم  .

غالبًا ما تكون البيوت المحمية الشمسية السلبية اختيارات جيدة للمزارعين الصغار ، لأنها عبارة عن

طريقة فعالة من حيث التكلفة للمزارعين لتمديد موسم الزراعة. في المناخات الباردة أو في المناطق

مع فترات طويلة من الطقس الغائم ، قد يلزم استكمال التسخين الشمسي .

استخدام الطاقة الشمسية في الري

تمثل الطاقة الشمسية إمكانات هائلة للري الزراعي ،  يستخدم الري بالطاقة الشمسية طاقة الشمس لتشغيل مضخة تزود المحاصيل بالمياه للمساعدة في النمو ، أصبحت الشمس كمصدر للطاقة لتشغيل مضخات المياه متاحة لصغار المزارعين ، هذه فرصة كبيرة للمزارع الريفية خارج الشبكة لتوسيع إنتاج المحاصيل والبقاء على قيد الحياة في موسم الجفاف بطريقة صديقة للبيئة.

علاوة على ذلك ، تكون الطاقة الشمسية مجانية وبوفرة خلال موسم الجفاف عندما تتطلب المحاصيل معظم مياه الري ، يمكن للمزارعين الذين يستغلون هذه الطاقة المجانية بكفاءة عن طريق ضخ المياه إلى الحقول وفي الخزانات المرتفعة أثناء النهار بينما تكون الشمس هي الأقوى أن يجنيوا فوائد ضخمة.

أثبتت أن أنظمة الضخ الكهروضوئية ناضجة تقنيًا ومناسبة للاستخدام في المناطق الريفية في البلدان النامية ، يمكن تطبيق الكهروضوئية في الضخ لمجموعة واسعة من العمليات ، وأهمها الري ، وتبريد المنتجات الزراعية ، وتهوية تربية الأحياء المائية ، ولكن أيضًا للسياج الكهربائي ، وإضاءة الدواجن ، ومكافحة الآفات .

كيف تعمل الطاقة الشمسية

، فإن عملية ضخ المياه من الطاقة الشمسية إلى المياه بسيطة ، تضرب الشمس الألواح الشمسية التي تحول الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية ، تعمل هذه الطاقة الكهربائية على تشغيل محرك وحذافة تعمل على تشغيل المكبس الذي يمتص الماء ويدفع الماء للخارج ، إن بساطة هذا النظام تعني عددًا أقل من الأجزاء المتحركة وأقل صيانة مما يؤدي إلى تقليل وقت التوقف عن العمل والنفقات للمزارع. [1]

فوائد الطاقة الشمسية

اهمية الطاقة الشمسية

، استخدام الطاقة هو مدخل مهم للإنتاج الزراعي ، يمكن استخدام الطاقة الشمسية في الزراعة بعدة طرق وتوفير قدر هائل من تكلفة المدخلات ، يستخدم هذا القطاع الاقتصادي المهم الطاقة بشكل مباشر كوقود لتشغيل الأدوات والآلات والأجهزة الأخرى ، لتدفئة أو تبريد المباني ، وإضاءة المزارع وما إلى ذلك ، وبشكل غير مباشر لإنتاج المواد الكيميائية والأسمدة وما إلى ذلك ،  يمكن استخدام الطاقة الشمسية لجميع هذه الوظائف للزراعة.

يمكن أن يزيد الاعتماد على الذات ، ويقلل من التلوث ويقلل من فواتير الوقود والكهرباء مما يؤدي في النهاية إلى خفض تكاليف الإنتاج ،  يمكن استخدام مجمعات الحرارة الشمسية لتجفيف المحاصيل وتدفئة المنازل ومباني الماشية والصوبات الزراعية ،  يمكن أن توفر سخانات المياه بالطاقة الشمسية الماء الساخن لعمليات الألبان وتنظيف القلم والمنازل ،  يمكن للخلايا الكهروضوئية (الألواح الكهربائية الشمسية) تشغيل المزرعة ومضخات المياه عن بُعد والأضواء والأسوار الكهربائية.

يمكن تجديد المباني والحظائر لالتقاط ضوء النهار الطبيعي ، بدلاً من استخدام الأضواء الكهربائية ،  غالبًا ما تكون الطاقة الشمسية أقل تكلفة من تمديد خطوط الكهرباء ،  وبالتالي ، يمكن أن تكون الطاقة الشمسية مفيدة للغاية للممارسات الزراعية .

مزايا الطاقة الشمسية في الزراعة

تتيح الطاقة الشمسية للأراضي الزراعية أن تكون صديقة للبيئة بدرجة أكبر ،  كما أنه يوفر حلاً لأولئك الذين عانوا من خسائر فادحة بسبب الجفاف ، ومن

مميزات الطاقة الشمسية

:

• 
  التخزين الشمسي أصبح أيضًا بسعر معقول
  

في العقود الماضية ، كان تخزين الطاقة الشمسية مكلفًا للغاية للجميع  لحسن الحظ ، أصبح أكثر انتشارًا بسبب إمكانية الوصول ،حتى الآن ، أصبح تخزين البطاريات شائعًا بشكل متزايد لاستخدام الطاقة الشمسية ،  يستخدم الكثير من بطاريات الليثيوم أيون للحفاظ عليها ، في عام 2016 ، انخفض سعر تخزين الطاقة المتجددة بشكل كبير ، من المتوقع أن ينخفض ​​تخزين بطارية ليثيوم أيون بنسبة 20٪ إلى 30٪ في السنوات القادمة. تخزين الطاقة ضروري للمناطق المعرضة للكوارث الطبيعية.

• 
  حل معقول للمشكلات المتعلقة بالجفاف
  

يجد الكثيرون ملاذًا آمنًا من خلال استخدام الطاقة الشمسية ، تعد الطاقة الشمسية طريقًا أكثر قابلية للتطبيق أثناء هذا الجفاف الذي لا هوادة فيه لأنها تتطلب الحد الأدنى من توصيل المياه ،  بالنسبة للكثيرين ، نمت الزراعة بشكل ضئيل ومع محدودية الموارد المائية ، فإن الأمور لا تتحسن ، تسمح الطاقة الشمسية بنمو الألواح الكهروضوئية بدلاً من المحاصيل ، في حين أن الطاقة الشمسية لا تنتج نفس العائد تمامًا ، إلا أنها قد تكون الحل الأفضل للأراضي المتضررة.

• 
  التربة تصبح موائل أفضل
  

إن توفير الطاقة من خلال الطاقة الشمسية يخلق بيئة أكثر ملاءمة للموئل للنباتات والحياة البرية ، عادة ما تكون الألواح الشمسية محاطة بالأراضي العشبية ، لا يشكل التركيب أي ضرر أو تهديد للنباتات ، أيضًا ، يمكن صيانتها بسهولة من خلال التحوط ، بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للحيوانات الحصول على مساحة أكبر للرعي ، مما يخلق بيئة تشبه المراعي ، لن تتضرر من الألواح الموجودة أعلاه أو تحت الأرض. [2]