Tarımda Geleceği Güneş ile Yakalayın: TarımGES; tarım arazisi üzerine entegre şekilde kurulan GES (Güneş Enerjisi Santrali) ile elektrik üretiminin tarımsal üretimle aynı arazide aynı anda yapmaya olanak sağlayan sistemlerdir. TarımGES’in ardındaki prensip basittir: Tarımsal altyapının fotovoltaik kurulumla optimum seviyede yararlı kombinasyonudur.
Doğrudan mahsullerin üzerine kurulan TarımGES gölge sağlar, mahsulleri dolu veya dona karşı korur, istikrarlı mahsul verimi sağlar. PV panellerin elektrik verimini artırır. TarımGES uygulamaları tarım sektörünün rekabet gücünü artırır. Hizmet ölçeğinde güneş enerjisi çiftlikleri, koyunların otlaması için mükemmel ortamı sağlar.[1] Genel olarak, güneş enerjisini tarımsal altyapıya entegre etmek için hali hazırda çok sayıda yöntem mevcut olup, piyasada düzenli olarak yenilikler ortaya çıkmaktadır. Devlet politikaları, TarımGES sistemlerinin dağıtımını artırırken aynı zamanda yenilikçi TarımGES çözümlerini de desteklemelidir.
| Tarım-GES Tipi | Tarımsal Faaliyet Türü |
|---|---|
| Zemin GES | Otlama, Arıcılık, Bahçıvanlık |
| Dikey Solar Tarlası | Otlama veya Bahçecilik |
| Sabir Gölgeler (Yükseltilmiş) | Tarla Bitkileri, Bağcılık, Fidancılık, Yetiştirme, Otlatma |
| Dinamik Gölgeler (Yükseltilmiş) | Bağcılık, Ağaçcılık, Bahçıvanlık |
| PV Seralar | Ağaç Yetişriciliği, Bahçecilik, Bahçıvanlık |
| Binadaki PV | Yetiştirme, Balık Yetiştiriciliği, Depolama, Tarım Makineleri |
| Yüzer Enerji Santrali | Balık Yetiştiriciliği |
| Diğer Tarımsal PV Çözümleri | Sulama Rampaları, Makineler |
TarımGES’in; küresel tarım arazilerinin yalnızca %1'inde kullanılmasının toplam küresel enerji talebinin karşılanmasına yardımcı olabileceği tahmin edilmektedir.[1] 2014'ten bu yana, toplam kapasitesi yaklaşık 2,9 GWp olan yaklaşık 2.800 TarımGES sistemi dünya çapında konuşlandırılmıştır. Sektör, düzenleyici çerçevelerin ve destek programlarının birkaç yıldır yürürlükte olduğu Japonya, Güney Kore ve Çin'de önemli bir büyüme kaydetti.[2]
Avrupa'da ve ülkemizde TarımGES potansiyeli çok büyüktür: TarımGES, AB'nin ekilebilir arazisinin yalnızca %1'inde konuşlandırılmış olsaydı teknik kapasite 700 GW'ın üzerinde olurdu. Ülkemizdeki tarım arazilerinin sadece %1’inde TarımGES uygulaması yapılsa 130 GW’ın (485.000.000 yıl/TL) üzerinde enerji üretimine sahip olurduk.[3]
TarımGES geliştiricileri, çiftçilere hiçbir maliyet getirmeden bir proje geliştirdikleri "üçüncü taraf yatırımcılar" olarak hareket edebilirler. Geliştiriciler, yenilenebilir elektriğin satışından ücret alırken, çiftçiler, çiftlik verimliliğini artıran yeni yerel depolama alanı veya dayanıklı bitki koruma sistemleri gibi yeni tarımsal altyapıdan veya kendi tesislerinin kullanımı karşılığında ödenen kira şeklinde bir gelir tamamlayıcısından yararlanır.
Kırsal topluluklarda işsizlik, özellikle de gençler için önemli bir sorundur. 2015-2017 yılları arasında kırsal bölgelerdeki gençlerin ortalama işsizlik oranı %18'di.[4]Ayrıca, AB genelinde ve ülkemizde kırsal nüfus azalıyor. 2013–2017 yılları arasında yaklaşık 500.000 kişi kırsal alanları terk ederek daha büyük kent merkezlerine yöneldi.[5] Güneş enerjisi endüstrisi, kırsal alanların sosyal ve ekonomik dokusunu canlandırıyor, yeni istihdam fırsatları yaratıyor ve kırsal toplulukların ekonomik yapısını çeşitlendiriyor. Kırsal altyapının modernizasyonu ve çiftlik verimliliğinin artması, kırsal toplulukları daha dinamik hale getiriyor. Bir TarımGES kurulumu geçici altyapının (örneğin plastik bir sera) yerini aldığında, istihdam fırsatlarının istikrara kavuşturulmasına ve çalışanların mevsimselliğinin azaltılmasına katkıda bulunabilir.
Güneş enerjisinin mahsullerin üzerine yerleştirilmesi, tarımın iklime dayanıklılığını artıran sinerjiler sağlar. Kurak alan ortamları, yerel ekosistem hizmetleri sağlamanın yanı sıra belirli mahsullerin üretimi, su tasarrufu ve yenilenebilir enerji üretimi arasında sinerjiyi mümkün kılan TarımGES kurulumları için özellikle uygundur.[6] TarımGES kurulumları aynı zamanda fiziksel haşere kontrol önlemlerinin uygulanması için fırsatlar da sağlar. kimyasal haşere kontrol ürünleri kullanma ihtiyacını azaltır. TarımGES, düşük maliyetli seralardan plastiğin ikame edilmesine ve yüksek teknolojili seralara temiz elektrik sağlanmasına yönelik bir iş senaryosu yaratıyor. İlk durumda plastiğin yerini daha dayanıklı malzemeler alıyor ve ek maliyetler temiz elektrik üretimiyle dengeleniyor. İkincisinde, ısıtma, soğutma ve karmaşık dijital hizmetlerin bakımından kaynaklanan yüksek enerji kullanımı, kendi ürettiği elektrikle karşılanabilir. Mahsullerin üzerindeki TarımGES çözümleri hektar başına verimliliği artırırken aynı zamanda toprak bozulmasını ve su kullanımını da azaltabilir. Mahsullere sağlanan gölgeyi düzenleyebilen dinamik takip sistemleri kullanılarak verimlilik artırılmaktadır. Mahsullerin üzerindeki TarımGES çözümleri hektar başına verimliliği artırırken aynı zamanda toprak bozulmasını ve su kullanımını da azaltabilir. Mahsullere sağlanan gölgeyi düzenleyebilen dinamik takip sistemleri kullanılarak verimlilik artırılmaktadır.
Güneşe maruz kalan sularda fotosentez, algler de dahil olmak üzere organik maddelerin büyümesine izin verir. Bu algler genellikle su rezervuarlarında tercih edilmez çünkü pompalama ve filtreleme sistemlerini tıkayabilir ve sorunu kontrol altına almak için pahalı kimyasal işlemler gerektirebilirler. Kontrol edilmezse, gölgelemedeki artış azalır ve genel bitki ömrü ve mikrobiyal yoğunluk azalır, bu da üreme amaçlı balıklara kadar tüm besin zincirini etkiler.[7] Etkilenen besin zinciri, hayvancılığın verimini düşürür. Güneş Panellerinin takılması suyu gölgeler ve fotosentezi azaltır. Bu, alg oluşumunu azaltır ve kimyasal ve işletme maliyetlerini azaltır. Aquavoltaik Tarım GES, havuzun su yüzeyinde gölge sağlar ve bloke edilen ışık güneş pilleri tarafından emilerek kullanılabilir enerjiye dönüştürülür.
Sabit Gölgelenmiş TarımGES, Balıkçılık © AKUO
Tarım, ormancılık ve balıkçılık, ülke su tüketimi kalemlerinde aslan payını almaktadırlar, 2015 yılında harcanan su kaynaklarının yaklaşık %40'ı bu aslan payınındır.[1] Kıt su kaynaklarının sürdürülebilir yönetimi, AB'deki tarım uygulamalarının sürdürülmesi için hayati önemde olacaktır. TarımGES, bitkileri ısıdan koruyarak ve buharlaşmayı azaltarak tarımın su ihtiyacının azaltılmasına katkıda bulunur.[2]
Güneş panellerin gölgesi altındaki toprak, toprak nemini koruyarak belirli ürün türleri için ideal koşulları sağlar.[3] Su tüketimi, güneş ışınımını takip edebilen ve güneş panelleri altındaki mikroiklim koşullarını daha iyi düzenleyebilen dijitalleştirilmiş agrivoltaik sistemler ile daha da optimize edilebilir. Ayrıca, dizel jeneratörlerin yerine, sulama amacıyla yeraltı suyunun pompalanmasında güneş enerjisi kullanılabilir.
Tracker sistem kullanımı ile de PV panellerin elektrik üretimi verimini artırır. Bu bağlamda OxoTracker, ODTÜ-GÜNAM ile emsal niteliğinde bir projeye imza attı. Gumbel Group, Ankara'nın Ayaş ilçesindeki Akkaya köyünde ODTÜ-GÜNAM işbirliği çerçevesinde "Tarım Arazi Alanının İkili Kullanımı İçin Yenilikçi PV Uygulamasının Tarımsal Üretimle Sürdürülebilir Desteklenmesi" projesine, güneş takip sistemi OxoTracker ile destek sağlamaktadır.
ODTÜ-GÜNAM tarafından yürütülen proje kapsamında, tarım alanı içerisine inşa edilen TarımGES (Agrivoltaic) ile yakındaki referans bölgesi, tarımsal üretkenlik ve enerji üretimi açısından incelenecektir. Arazinin çoklu kullanım için verimliliğinin bulunması hedeflenmektedir.
Adaların çoğu pahalı ve kirletici fosil yakıtlara bağımlıdır; bu da yerel halkın yaşam maliyeti ve enerji arz güvenliği üzerinde büyük etkiye sahiptir.Adalar, temiz enerjiye geçiş gündemlerinin bir parçası olarak TarımGES kullanmalıdır. TarımGES, adaların tarım sektörlerinin rekabet edebilirliğini sağlarken, güç karışımlarını çeşitlendirerek enerji güvenliklerini artırmalarına olanak tanıyor.
TarımGES konulu yazı dizimizin ilkinde; geleceğin teknolojisi, enerji bağımsızlığına giden yolda güçlü yardımcımız Güneş’in tarımsal faaliyetlerde nasıl kullanılabileceğini, potansiyel faydalarını işledik. Sonraki yazılarımızda birkaç yıl sonra sıkça duymaya başlayacağımız TarımGES’in proje bazlı emsal uygulamalarına değineceğiz.
Siz de geleceği evinize taşımak, kendi enerjinizi üretmek, yeşil bir hayat, “Yüzünüzü Güneş’e Dönmek” için güler yüzlü ücretsiz danışmanlık hattımızdan bizimle iletişime geçebilir; evinize, ihtiyacınıza ve cebinize uygun yüzlerce çeşit ürüne sitemizden ulaşabilirsiniz.
[1] Kochendoerfer et al. (2019). “The agricultural, economic and environmental potential of co-locating utility scale solar with grazing sheep”. Available at: https://docs.wixstatic.com/ugd/6a0421_0d7f1a7b233f4318916feac42b781cd6.pdf
[2] Adeh, Good, Calaf, & Higgins (2019). “Solar PV Power Potential is Greatest Over Croplands”. Scientific Reports volume 9 (2019). Online. Available at: www.nature.com/articles/s41598-019-47803-3
[3] Schindele et al. (2020) Implementation of agrophotovoltaics: Techno-economic analysis of the price-performance ratio and its policy implications. Applied Energy Volume 265 (2020). Online. Available at: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114737
[4] https://www.aa.com.tr/tr/ekonomi/turkiyenin-karasal-alaninin-yuzde-30-8inde-tarim-yapiliyor/812502
[5] European Commission (2019). “CAP specific objective: Jobs and growth in rural areas”. Available at: https://ec.europa.eu/info/sites/info/files/food-farming-fisheries/key_policies/documents/cap-specific-objectives-brief-8-jobs-and-growth-in-rural-areas_en.pdf
[6] European Commission (2019). “CAP specific objective: Structural change and generational renewal”. Available at: https://ec.europa.eu/info/sites/info/files/food-farming-fisheries/key_policies/documents/cap-briefs-7-structural-change_en.pdf
[7] Barron-Gafford et al. (2019) “Agrivoltaics provide mutual benefits across the food–energy–water nexus in drylands”. Nature Sustainability volume 2. Available at: https://www.nature.com/articles/s41893-019-0364-5
[8] Matulić, D.; Andabaka, Ž.; Radman, S.; Fruk, G.; Leto, J.; Rošin, J.; Rastija, M.; Varga, I.; Tomljanović, T.; Čeprnja, H.; et al. Agrivoltaics and Aquavoltaics: Potential of Solar Energy Use in Agriculture and Freshwater Aquaculture in Croatia. Agriculture 2023, 13, 1447. https://doi.org/10.3390/agriculture13071447
[9] European Commission (2019). “Evaluation of the Impact of the CAP on Water”. Available at: https://ec.europa.eu/info/sites/info/files/food-farming-fisheries/key_policies/documents/ext-eval-water-final-report_2020_en.pdf
[10] Barron-Gafford et al. (2019) “Agrivoltaics provide mutual benefits across the food–energy–water nexus in drylands”. Nature Sustainability volume 2. Available at: https://www.nature.com/articles/s41893-019-0364-5
