با آگریوولتائیک، کشاورزان میتوانند همزمان غذا و انرژی تولید کنند
موسسه منابع جهان نوشت:
بازدیدکنندگان از مزرعه رانداپ مدوز (Roundabout Meadows) در بخش روستایی ویرجینیا، با ردیفهایی از گوجهفرنگی، کدو، فلفل، بادمجان و سبزیجات برگی روبرو میشوند. اما چندی پیش، این زمین با آینده بسیار متفاوتی روبرو بود.
با گسترش شهرستان لودن در شمال ویرجینیا، قرار بود این ملک برای ساختوسازهای مسکونی و تجاری تفکیک شود. در عوض، شورای محیط زیست پیدمونت (PEC) که یک سازمان محلی است، برای حفاظت از منظر منطقه وارد عمل شد و با حفظ ۱۷۲ آکر زمین، مزرعه رانداپ مدوز را تأسیس کرد که اکنون یک مزرعه جامعهمحور ۸ آکری در آن جای گرفته است. این تصمیم با استقبال ساکنان محلی، حامیان محیط زیست و بازدیدکنندگانی مواجه شد که به بافت روستایی شمال ویرجینیا اهمیت میدهند.
اگرچه خود مزرعه رانداپ مدوز نسبتاً جدید است، اما در منطقهای ریشه دارد که توسط نسلها کشاورزی، چرای دام، تاکداری و حفاظت از حیات وحش شکل گرفته است. چهار کارمند و صدها داوطلب، خاکها را تقویت کرده و با استفاده از روشهای پایدار به کشت سبزیجات میپردازند. تقریباً تمام محصولات برداشتشده به بانکهای غذایی محلی و سازمانهای رفاهی اهدا میشود که از سال ۲۰۱۹ تاکنون به حدود ۲۴۰,۰۰۰ پوند (بیش از ۱۰۸ تن) محصول تازه رسیده است.
رانداپ مدوز کار شگفتانگیز دیگری نیز انجام میدهد: تولید برق پاک و مقرونبهصرفه از طریق یک روش نوظهور به نام آگریوولتائیک (Agrivoltaics) یا بهرهبرداری دوگانه کشاورزی-خورشیدی.
مزرعه جامعهمحور رانداپ مدوز با این باور که کشاورزان و جوامع نباید مجبور به انتخاب بین تولید غذا یا تولید انرژی پاک باشند، در سال ۲۰۲۵ به اولین سایت کشاورزی تولیدکننده محصول به روش آگریوولتائیک در ویرجینیا تبدیل شد. این مزرعه با کمک فنی برنامه انرژی پاک برای جوامع در آزمایشگاه ملی راکی، یک سامانه خورشیدی ۱۷ کیلوواتی متشکل از ۴۲ پنل خورشیدی را همراه با سیستم ذخیرهسازی باتری ۲۳ کیلوواتی نصب کرد. این سیستم برقی بیش از نیاز سالانه مزرعه تولید میکند.
اکنون ۱۸ محصول مختلف در میان ردیفهای پنلهای خورشیدی رشد میکنند و به مزرعه اجازه میدهند ضمن ادامه تولید غذا، تحقیقات در زمینه آگریوولتائیک را پیش ببرد. تدی پیتسیوکوس، مدیر مزرعه، در حال بررسی عملکرد محصولات است تا مشخص کند کدام گونهها زیر پنلهای خورشیدی بهتر رشد میکنند، در حالی که دانشمندان دانشگاه ویرجینیا تک آزمایشهای سالانه خاک را انجام میدهند تا از سلامت خاک و عدم وجود آلایندهها اطمینان حاصل کنند. این تحقیقات به جلب اعتماد جامعه محلی کمک کرده و نشان میدهد که تلفیق خورشیدی با زمینهای زراعی میتواند بدون آسیب به بهرهوری کشاورزی، اهداف انرژی پاک را پیش ببرد.
اگرچه این مزرعه جامعهمحور ظرفیت جدیدی به شبکه سراسری برق اضافه نمیکند، اما نشان میدهد که چگونه پنلهای خورشیدی میتوانند در کنار زمینهای کشاورزی فعال همزیستی داشته باشند — و حتی در برخی موارد شرایط رشد را بهبود بخشند. این پروژه راهکاری عملی برای یکی از چالشبرانگیزترین بحثهای جوامع روستایی ارائه میدهد: چگونه میتوانیم انرژی پاک را توسعه دهیم و در عین حال زمینهای کشاورزی و هویت محلی را حفظ کنیم؟
این دغدغهها روز به روز پررنگتر شدهاند. همزمان با گسترش تلاشها برای توقف توسعه انرژیهای تجدیدپذیر در سراسر ایالات متحده، بحثها بر سر کاربری اراضی، صنعتیسازی فضاهای باز و ذینفعان اصلی انرژی پاک شدت یافته است. برای بسیاری از ساکنان، تردیدها صرفاً درباره خود فناوری نیست، بلکه درباره نحوه و محل اجرای آن و همچنین توزیع منافع است. این گفتگوها بهویژه با رشد سریع دیتاسنترها و افزایش مصرف برق، اهمیت مضاعفی یافتهاند.
آگریوولتائیک: تلفیق انرژی خورشیدی با تولید غذا
آگریوولتائیک شامل ادغام پنلهای خورشیدی در زمینهای کشاورزی است که تولید همزمان انرژی و کشت محصولات یا چرای دام را امکانپذیر میسازد. پنلهای خورشیدی میتوانند در چراگاههای دام، بین ردیفهای کشت یا در کنار زیستگاههای گردهافشانها نصب شوند. این برق میتواند به شبکه سراسری ارسال شود، باتریها را شارژ کند یا برق عملیات کشاورزی از جمله سیستمهای آبیاری، تجهیزات و سوله نگهداری دام را تأمین کند.
چرای گوسفندان در حال حاضر رایجترین و تجاریترین کاربرد آگریوولتائیک است، زیرا اجازه میدهد زمین در زیر کشت/چرا باقی بماند و هزینههای مدیریت پوشش گیاهی را برای مالکان کاهش دهد. سازمان American Farmland Trust (AFT) نمونههای موفق زیادی دارد که نشان میدهد چگونه این روش نه تنها رایجتر شده، بلکه به دامداران در توسعه فعالیتهایشان کمک میکند.
با این حال، تلفیق محصولات زراعی با نیروگاههای خورشیدی کمتر رایج است. حفاظت از خاک سطحی و حفظ سلامت محصولات زیر پنلهای خورشیدی از نظر فنی پیچیده بوده و نیازمند مهندسی دقیق است.
فراتر از مزرعه رانداپ مدوز، نمونههای بزرگتری در ایالتهای دیگر در حال شکلگیری است. در کلرادو، پروژه Jack’s Solar Garden حدود ۱.۲ مگاوات انرژی پاک تولید میکند و عمدتاً به عنوان یک سایت تحقیقاتی و الگویی برای دولتها، سازندگان نیروگاههای خورشیدی و کشاورزان عمل میکند. این پروژهها فرصتی بینظیر برای آگاهیبخشی و تصمیمگیریهای سیاستگذاری در سطح ملی فراهم میسازند.
نقش سیاستگذاری، بازارها و آگریوولتائیکِ کشاورزمحور
ویرجینیا از جمله ایالتهای پیشرو در آمریکا است که برای توسعه آگریوولتائیک «کشاورزمحور» تلاش میکند تا اطمینان حاصل شود منافع انرژی پاک در درجه اول به خود کشاورزان میرسد. تاکنون ۱۰ ایالت قوانین و تعاریف مرتبط را تصویب کردهاند و ۱۱ ایالت دیگر در حال بررسی قوانین مشابه هستند.
در سال ۲۰۲۶، ویرجینیا به یکی از نخستین ایالتهایی تبدیل شد که تعریف قانونی و رسمی از آگریوولتائیک ارائه داد. این قانون، آگریوولتائیک را به عنوان همجواری هدفمند تولید کشاورزی و تولید انرژی خورشیدی در یک زمین با اولویت حفظ و تداوم تولید کشاورزی تعریف میکند. این تعریف به تمایز آگریوولتائیک از نیروگاههای خورشیدی معمولی زمینپایه کمک کرده و تأکید میکند که تولید کشاورزی باید بخش فعال و پایدار پروژه باشد، نه یک مسئله فرعی یا تصادفی.
تصویب این تعریف کشاورزمحور در زمان مهمی رخ میدهد. کشاورزان سراسر آمریکا با فشار اقتصادی متعددی روبرو هستند، زیرا هزینههای عملیاتی افزایش یافته و قیمت محصولات کاهش یافته است. در همین حال، تقاضای انرژی به ویژه برای دیتاسنترهای جدید رو به رشد است. افزایش قیمت برق یکی از عوارض جهش تقاضا است، اما مسئله دیگر این است که سیستمهای جدید تولید برق کجا باید ساخته شوند؟ زمینهای کشاورزی اغلب اولین گزینهها برای ساختوساز مسکن و زیرساختهای انرژی هستند. سازمان AFT تخمین میزند که بین سالهای ۲۰۰۱ تا ۲۰۱۶، حدود ۱۱ میلیون آکر از زمینهای کشاورزی آمریکا تغییر کاربری یافتهاند.
بیل هاچ، کشاورز و شرابساز اهل ویرجینیا میگوید: «پنجاه سال پیش، تمام شهرستان لودن مزرعه بود. حالا اکثر آن محلههای مسکونی است. مردم میخواهند آنچه باقی مانده کشاورزی بماند تا از زیبایی آن لذت ببرند. اما اگر کشاورزی برای ما توجیه اقتصادی نداشته باشد، نمیتوانیم زمینها را زراعی نگه داریم.»
اینجاست که آگریوولتائیک میتواند نقشی حیاتی ایفا کند. تولید انرژی پاک در مزارع میتواند زمینهای کشاورزی مورد نیاز برای تولید غذا را حفظ کند.
در مزرعه رانداپ مدوز، سیستم خورشیدی ۱۳۰ درصد از برق مورد نیاز مزرعه را تأمین میکند — یعنی بیشتر از نیاز کامل مجموعه. در برخی شرایط، آگریوولتائیک به کشاورزان اجازه میدهد تا از تولید انرژی پاک خود درآمد کسب کنند.
بسته به قوانین برق هر ایالت، کشاورزان میتوانند از برق تولیدی در محل برای کاهش قبوض ماهانه خود استفاده کنند، انرژی اضافی را به شبکه بفروشند یا هر دو کار را از طریق کنتورگذاری خالص انجام دهند. مشارکت در نیروگاههای مجازی (VPPs) — برنامههایی که منابع انرژی پراکنده مانند پنلهای خورشیدی را برای کاهش تقاضای شبکه در ساعات اوج مصرف جمعآوری میکنند — در صورت وجود سیستم ذخیرهسازی باتری، میتواند جریانهای درآمدی جدیدی برای کشاورزان باز کند. بهترین بخش این است که کشاورزان میتوانند بدون تغییر در روشهای کشاورزی خود در این برنامهها شرکت کنند.
تدی پیتسیوکوس میگوید: «برای اینکه کشاورزان این روش را بپذیرند، باید کمترین تغییر ممکن را ایجاد کنیم. به آنها نگویید محصول دیگری بکارند یا ماشینآلات جدید بخرند… این فرآیند باید کشاورزمحور باشد تا واقعاً آگریوولتائیک نامیده شود.»
فواید آگریوولتائیک برای کشاورزان، جوامع و شبکه برق
اگرچه تنوعبخشی به درآمد یک جذابیت کلیدی برای کشاورزان است، اما مزایای آگریوولتائیک فراتر از آن است:
تنوعبخشی به اقتصاد محلی و حفاظت از اراضی: جوامع روستایی متکی به تکمحصولی در برابر نوسانات بازار آسیبپذیرند. بر اساس مطالعه وزارت کشاورزی آمریکا در سال ۲۰۲۳، حدود ۸۴ درصد از کشاورزان برای درآمد تکمیلی خارج از مزرعه کار میکنند. آگریوولتائیک با ایجاد درآمد جدید از خورشید، پایداری مالی مزرعه را افزایش داده و فشار برای فروش و تغییر کاربری زمین را کاهش میدهد.
توسعه انرژی پاک: آگریوولتائیک نشان میدهد انرژی خورشیدی و کشاورزی میتوانند همزمان وجود داشته باشند و بحث انتخاب بین غذا یا انرژی را به پیشبرد هر دو تغییر دهد.
افزایش تابآوری انرژی و کاهش هزینهها: تولید برق در محل، هزینههای انرژی مزرعه را کاهش داده و با استفاده از سیستمهای باتری، در زمان قطعی برق تابآوری مزرعه را تضمین میکند.
بهبود بهرهوری کشاورزی و سلامت خاک: برخی شواهد نشان میدهد که آگریوولتائیک در کنار روشهای پایدار میتواند بهرهوری را بهبود بخشد؛ بهویژه در مناطق گرم و خشک که سایه پنلها باعث حفظ رطوبت خاک و خنکتر شدن محیط کار کشاورزان میشود.
توسعه نیروی کار و دانش محلی: طراحی و اجرای این سیستمها نیازمند همکاری مهندسان، کشاورزان و نصبکنندگان است که باعث ایجاد مشاغل تخصصی محلی میشود.
آگاهیبخشی از طریق پروژههای نمونه: مزارع الگویی به عنوان مراکز آموزشی برای سایر کشاورزان، دانشجویان و سیاستگذاران عمل میکنند تا از نزدیک شاهد مزایای سیستمهای دوپایه باشند.
پیشبرد تحقیقات و نوآوری: همکاری دانشگاهها و کشاورزان در این پروژهها دادههای ارزشمندی درباره فاصله پنلها، میزان سایهاندازی و عملکرد محصولات مختلف ارائه میدهد.
ترسیم مسیر آینده: درسهای آموختهشده
با وجود علاقه روزافزون، همچنان موانعی سر راه اجرای این پروژهها وجود دارد: چالشهای اتصال به شبکه برق سراسری، هزینههای اولیه بالا، کمبود اطلاعات و محدودیتهای پیمانکاران ماهر.
پیدا کردن یک پیمانکار مجرب بسیار حیاتی است. در مزرعه رانداپ مدوز، شرکت خورشیدی TigerSolar انتخاب شد که توانست مزرعه را در مراحل قانونی و اتصال به شبکه یاری دهد. در یک مورد، اداره برق محلی اعلام کرد که این پروژه نیازمند ارتقای ۱۰,۰۰۰ دلاری ترانسفورماتور است، اما شرکت پیمانکار با بررسی مجدد فنی اثبات کرد که این ارتقا نیازی نیست و هزینهای سنگین را از دوش مزرعه برداشت.
قانون جدید سال ۲۰۲۶ در ویرجینیا گامی مهم برای ایجاد چارچوب قانونی روشن در حمایت از پروژههای آگریوولتائیک است. همانطور که ایالتهای بیشتری به سمت حمایت از این روش حرکت میکنند، چالش بعدی مقیاسپذیر کردن آن است.
پروژههایی مانند رانداپ مدوز یک الگوی اولیه و موفق ارائه میدهند: کشاورزمحور و جامعهمحور. اگر این مدل به طور هوشمندانه توسعه یابد، آگریوولتائیک این ظرفیت را دارد که مزارع را به شرکایی حیاتی در گذار به انرژیهای پاک تبدیل کند.