Tahun 2022 penuh dengan berita terkait perubahan iklim dan krisis energi, yang merupakan produk dari perubahan iklim (dan elemen lainnya). Berkat dua peristiwa negatif ini, biaya meningkat dan kebutuhan akan lahan alami yang dipenuhi dengan lebih banyak pohon tumbuh. Namun, dengan bertambahnya populasi global untuk mencari makan, lahan semakin dibuka untuk pertanian dan pertanian — hutan hujan Amazon adalah contoh utama.
Masalah kelangkaan lahan baik untuk pertanian maupun alam liar, ditambah dengan kebutuhan akan lebih banyak lagi sumber energi terbarukan untuk memasok daya yang sangat dibutuhkan, telah menghasilkan solusi yang menarik — pertanian agrivoltaik.
Daftar Isi
Apa itu agrivoltaik? Definisi dan sejarah agrivoltaik
Kerugian dan manfaat agrivoltaik
Apa saja pilihan instalasi untuk agrivoltaics?
Apakah ada hibah agrivoltaic yang tersedia?
Kesimpulan
Apa itu agrivoltaik? Definisi dan sejarah agrivoltaik
Agrivoltaik, dari "agri" untuk pertanian dan "voltaik" untuk produksi energi, adalah kombinasi dari dua elemen ini untuk produksi energi dan pangan yang saling menguntungkan di satu tempat.
Sebuah contoh sederhana dari agrivoltaics adalah menempatkan domba ke padang rumput di lapangan yang penuh solar panel. Di sini, domba mendapat manfaat dari keteduhan (yang juga membantu menghentikan rumput agar tidak berubah menjadi coklat terlalu cepat), dan petani tenaga surya mendapat manfaat dari domba yang menjaga rumput tetap pendek untuk sebagian kecil dari biaya pekerja mesin pemotong rumput - terutama dengan meningkatnya biaya produksi. bahan bakar.
Agrivoltaics pertama kali mulai terbentuk secara fisik ketika Byron Kominek, seorang petani jerami dari Colorado USA, menyadari bahwa pertanian keluarganya tidak lagi menghasilkan cukup uang untuk menghidupi keluarga. Kominek juga menyadari krisis energi dan dorongan untuk energi terbarukan. Dia mendekati pemerintah daerah dan mengajukan ide — untuk menyewakan pertaniannya kepada negara untuk panel surya sambil mempertahankan tanah di bawahnya untuk pertanian.
Akhirnya, dengan bantuan para peneliti di Colorado State University dan National Renewable Energy Lab, Kominek mampu memasang lebih dari 3,000 panel surya, dengan ruang yang cukup di antaranya untuk menggerakkan traktornya, dan menggunakan tanah di bawah panel surya untuk menanam sayuran.
Berkat naungan panel surya yang terputus-putus, air yang menguap lebih sedikit, yang berarti sayuran mendapat manfaat dan lebih sedikit air yang dibutuhkan. Selain itu, penguapan air yang tersisa membantu mendinginkan udara di sekitar panel surya hingga 12 derajat, yang berarti panel surya menjadi lebih efisien dengan peningkatan produksi daya.
Kesuksesan Kominek berarti menyelamatkan pertaniannya dan revolusi dalam industri pertanian dan energi terbarukan. Saat ini, pertanian dapat digabungkan dengan kincir angin, tenaga surya, dan lainnya energi bersih penyedia. Pasar Agrivoltaik Global diproyeksikan tumbuh pada CAGR sekitar 38% dari 2022 ke 2027.
Kerugian dan manfaat agrivoltaik
Manfaat agrivoltaik
– Memaksimalkan potensi energi matahari: Menurut belajar, permintaan energi global dapat diimbangi oleh produksi listrik surya bahkan jika kurang dari 1% lahan pertanian diubah menjadi sistem agrivoltaik. Hal ini tidak hanya karena efek peningkatan efisiensi dari penguapan air lahan pertanian yang lebih rendah, tetapi juga karena volume lahan yang digunakan lebih tinggi - karena lahan pertanian dapat digunakan secara bersamaan untuk pembangkit energi.
– Meningkatkan kualitas tanah dan produksi tanaman: Keteduhan yang disediakan oleh panel surya fotovoltaik (PV). berarti tanah mempertahankan lebih banyak kelembapan. Penelitian Barron-Gafford menunjukkan air dapat tertahan seperti tanaman dapat tumbuh di gurun Arizona. Yang serupa belajar menemukan bahwa dalam kondisi ini, lada dan tomat masing-masing membutuhkan 50% dan 30% lebih sedikit air untuk tumbuh subur. Ukuran dan posisi panel melindungi tanaman dari panas berlebih dan cuaca buruk, seperti angin kencang dan hujan lebat — yang semakin penting berkat perubahan iklim. Oleh karena itu, agrivoltaik berarti tanah yang lebih sehat dan tanaman dengan hasil lebih tinggi sepanjang tahun.
– Meningkatkan keuntungan petani: Berkat penggunaan ganda lahan mereka, agrivoltaik berarti petani dapat memperoleh keuntungan dari aliran pendapatan ganda, sekaligus melindungi planet ini dan mengatasi kelangkaan lahan. Menurut NREL, lebih dari 2 juta hektar lahan pertanian AS dapat beralih ke tenaga surya selama dekade berikutnya — ini sangat banyak industri yang berkembang. Selain itu, para pekerja di area ini akan memiliki lebih banyak naungan, sehingga mengurangi cedera pekerja dan kepanasan.
Kerugian dari agrivoltaik
- Harga tinggi: Modal awal yang dibutuhkan untuk memasang sistem agrivoltaic masih sangat tinggi. Dalam kasus Kominek, dia mempertaruhkan seluruh pertanian keluarganya untuk proyek tersebut.
– Rotasi tanaman: Hal ini diperlukan untuk memastikan hasil tinggi yang berkelanjutan dan kesehatan lahan, dan akibatnya (karena tingkat penguapan air) produktivitas sistem PV. Ini berarti memastikan jenis tanaman yang berbeda digunakan selama bertahun-tahun. Namun, sebagai catatan positif untuk "kontra" ini, rotasi tanaman meningkatkan keanekaragaman flora dan berarti lahan yang lebih sehat, yang menguntungkan semua orang.
– Masih dalam pengembangan: Karena relatif barunya agrivoltaik, metode dan tanaman yang ideal masih diuji. Artinya masih banyak jenis tanaman yang harus diuji dengan sistem ini. Selain itu, kebaruan berarti banyak petani masih tidak menyadari manfaatnya, yang menyebabkan adopsi berkurang.
- Biaya tambahan: Selain modal investasi awal untuk panel PV, perusahaan agrivoltaik dan petani menghadapi beberapa biaya yang tidak terlalu terlihat. Ini termasuk biaya perawatan, seperti mengganti panel saat mencapai usia tertentu, serta membeli baterai surya dan keamanan untuk melindungi mereka dari pencurian. Namun, meskipun hal ini dianggap sebagai salah satu kerugian agrivoltaik, pendapatan dari pembangkit listrik dan tanaman harus menutupi biaya ini.
Apa saja pilihan instalasi untuk agrivoltaics?
Agrivoltaik dapat dipasang di berbagai tempat — mulai dari ladang dan kebun hingga gedung pencakar langit:
– Peternakan Agrivoltaik: Mereka memanfaatkan ruang pertanian luar ruangan, memberikan a utilitas ganda pertanian. Ini bisa berarti penggembalaan hewan dan instalasi Panel PV atau turbin angin, atau memiliki hasil tanaman pertanian yang tumbuh di bawah naungan panel PV. Sekarang bahkan ada perusahaan domba agrivoltaik, seperti Solar Sheep, yang menyewakan dombanya untuk merumput di lahan surya.
– Rumah kaca agrivoltaik: Metode ini menutupi kaca rumah kaca dengan panel surya. Masih dalam tahap perkembangan, peneliti Spanyol sedang mencari panel PV kaca transparan. Idenya, karena beberapa cahaya pasti akan hilang, adalah untuk menyediakan sistem PV yang mengurangi laju fotosintesis bersih tahunan hingga 10%, dengan dampak kecil pada hasil panen.
– Agrivoltaik atap: Agrivoltaik atap akan menjadi pengubah permainan untuk pertanian perkotaan, karena mengacu pada pemasangan panel surya di area atap pertanian. Ini berarti lebih banyak pembangkit energi terbarukan yang lebih dekat dengan pengguna akhir — artinya lebih sedikit jarak untuk bepergian. Selain itu, ini berarti penggunaan ruang yang lebih baik. Menggunakan agrivoltaik atap, perusahaan agrivoltaik memiliki ditunjukkan bahwa selada tumbuh dengan daun yang lebih besar dan mengonsumsi lebih banyak karbon. Namun, perlu waktu sebelum semua hasil panen dapat diuji.
Apakah ada hibah agrivoltaic yang tersedia?
Jika Anda tertarik untuk meneliti agrivoltaik, membentuk perusahaan agrivoltaik, atau mendirikan rumah kaca agrivoltaik, pertanian agrivoltaik, atau bahkan proyek agrivoltaik atap, Anda mungkin menemukan dukungan finansial untuk memulai.
– Agrivoltaik di AS berjalan dengan baik, dengan Departemen Energi AS (DOE) Solar Energy Technologies Office (SETO) mengumumkan pendanaan sebesar USD 8 juta untuk proyek yang meneliti bagaimana agrivoltaik dapat meningkatkan dan memberikan peluang ekonomi baru bagi petani (pertanian agrivoltaik), masyarakat pedesaan (agrivoltaik atap), dan industri tenaga surya.
– Komisi Eropa memiliki berbagai macam hibah yang tersedia untuk pengembangan di bidang pertanian, yang dapat dilakukan oleh perusahaan agrivoltaik menerapkan untuk. Negara-negara Eropa juga menawarkan hibah secara individual, seperti Italia EUR 1.2 juta hibah agrivoltaik.
– Australia menawarkan hibah untuk solusi hemat energi — sebuah payung di mana agrivoltaics berada. Di New South Wales, sekolah menengah pertanian diterima AUD 180,000 dari Proyek Solusi Efisiensi Energi DPI NSW untuk membantu memulai program agrivoltaiknya. Hal ini menunjukkan bahwa permohonan hibah dari pemerintah daerah maupun nasional dapat bermanfaat.
– Kementerian Pertanian, Kehutanan, dan Pengelolaan Air Serbia menawarkan EUR 38 juta untuk fasilitas pertanian yang kompetitif di dalam negeri, termasuk agrivoltaics.
Selain hal di atas, banyak daerah lain yang melihat peningkatan minat pada agrivoltaik, di antaranya India dan Afrika. Namun, meskipun optimisme awal untuk a peningkatan agrivoltaik di Cina, pejabat pemerintah sekarang sedang mempertimbangkan melarang agrivoltaik dalam bertani karena kekhawatiran akan berkurangnya hasil panen di negara berpenduduk padat.
Kesimpulan
Sistem agrivoltaik merevolusi pertanian dan pembangkit energi terbarukan, dengan agrivoltaik atap menciptakan penggunaan ganda untuk ruang perkotaan yang sangat berharga di kota, dan pertanian agrivoltaik dan rumah kaca agrivoltaik melakukan hal yang sama untuk pedesaan. Dengan berbagai penelitian yang menunjukkan manfaat dari metode pertanian ini, termasuk hasil panen yang lebih tinggi, pembangkit listrik yang lebih efisien, pengurangan konsumsi air, dan lahan yang lebih sehat, jelaslah bahwa sistem agrivoltaik harus diterapkan dalam skala yang jauh lebih luas daripada saat ini.
Metode ini masih tergolong baru, namun artinya masih harus dilakukan penelitian tentang cara memaksimalkan hasil panen dan pembangkitan listrik dengan cara yang bermanfaat bagi petani, serta bagi tanah dan hewan. Syukurlah, karena ini akan menjadi proses yang mahal, kawasan seperti AS dan Eropa memimpin dalam menciptakan hibah agrivoltaik. Namun, lebih banyak daerah perlu bergabung jika ingin dilakukan perbaikan pada tingkat yang cukup cepat untuk mengatasi perubahan iklim dan krisis energi.
