Ηλιακή ενέργεια για βιώσιμη γεωργία

Η ηλιακή ενέργεια γίνεται μια κορυφαία τάση στον κλάδο των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, ειδικά καθώς το κόστος της τεχνολογίας μειώνεται απότομα και η στροφή προς τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας εξαπλώνεται παγκοσμίως.

Báo Nhân dân•30/11/2025

Ηλιακός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής Dau Tieng, επαρχία Tay Ninh. (Φωτογραφία: MINH PHUONG)

Ηλιακός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής Dau Tieng, επαρχία Tay Ninh . (Φωτογραφία: MINH PHUONG)

Η ηλιακή ενέργεια γίνεται μια κορυφαία τάση στον κλάδο των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, ειδικά καθώς το κόστος της τεχνολογίας έχει μειωθεί απότομα και η στροφή προς τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας εξαπλώνεται παγκοσμίως . Ένας από τους πιο συνηθισμένους τρόπους μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια για την κάλυψη των ανθρώπινων αναγκών είναι η χρήση ηλιακών συλλεκτών.

Ωστόσο, σύμφωνα με τους ειδικούς, η ανάπτυξη ηλιακών σταθμών παραγωγής ενέργειας παγκοσμίως αποκαλύπτει σημαντικούς περιορισμούς όσον αφορά το περιβάλλον και τους χερσαίους πόρους. Η διαδικασία παραγωγής φωτοβολταϊκών χρησιμοποιεί τοξικές χημικές ουσίες όπως υδροχλωρικό οξύ, θειικό οξύ, νιτρικό οξύ και υδροφθόριο, οι οποίες μπορούν να θέσουν σε κίνδυνο την υγεία, ιδίως για τους εργαζόμενους στην παραγωγή. Μια έκθεση του Ινστιτούτου Ενεργειακής Έρευνας (IER) στις Ηνωμένες Πολιτείες δείχνει ότι τα ηλιακά πάνελ παράγουν 300 φορές περισσότερα επικίνδυνα απόβλητα από τους πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής για την ίδια μονάδα ενέργειας που παρέχεται. Τα ηλιακά πάνελ που χρησιμοποιούν βαρέα μέταλλα όπως μόλυβδο, χρώμιο και κάδμιο μπορούν να βλάψουν το εδαφικό περιβάλλον εάν συνθλιβούν και θαφτούν.

Επιπλέον, τα μεγάλης κλίμακας ηλιακά πάνελ πολλαπλών χρήσεων καταλαμβάνουν πολύ χώρο, εμποδίζοντας την ανάπτυξη της βλάστησης από κάτω και μετατρέποντας αυτές τις περιοχές σε άγονη γη.

Στο Βιετνάμ, η ηλιακή ενέργεια έχει αναπτυχθεί ραγδαία τα τελευταία χρόνια, ειδικά στο Νιν Τουάν – που θεωρείται η «πρωτεύουσα της ηλιακής ενέργειας» της χώρας. Αυτή η άνθηση σημειώθηκε εν μέσω ταχείας οικονομικής ανάπτυξης, υψηλής ενεργειακής ζήτησης και απότομης μείωσης του κόστους τεχνολογίας. Ωστόσο, τα μεγάλης κλίμακας έργα ηλιακής ενέργειας καταλαμβάνουν μεγάλο μέρος της γης, ασκώντας πίεση στο περιβάλλον. Τα περισσότερα έργα δεν διαθέτουν σχέδια για την απόρριψη των ηλιακών συλλεκτών στο τέλος της διάρκειας ζωής τους, ενώ αυτές οι συσκευές περιέχουν υλικά και βαρέα μέταλλα που μπορούν να προκαλέσουν ρύπανση εάν απορριφθούν μέσω συμβατικών μεθόδων υγειονομικής ταφής.

Σε όλο τον κόσμο, πολλές ερευνητικές ομάδες έχουν προσπαθήσει να ξεπεράσουν τους περιορισμούς της ηλιακής ενέργειας από επίπεδες οθόνες χρησιμοποιώντας τεχνολογία συγκεντρωμένης ηλιακής ενέργειας. Αυτή η τεχνολογία εστιάζει το ηλιακό φως σε μια μικρή περιοχή για να μειώσει σημαντικά τον αριθμό των φωτοβολταϊκών κυψελών που απαιτούνται. Μια ομάδα επιστημόνων στην Κίνα ήταν από τους πρώτους που πρότεινε ένα μοντέλο που διαχωρίζει τα συστατικά του ηλιακού φωτός, όπου το κόκκινο και το μπλε φως χρησιμοποιούνται για τη γεωργία και το υπόλοιπο μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Ωστόσο, αυτό το μοντέλο είναι πολύ ακριβό επειδή απαιτεί τη χρήση ακριβών νανοοπτικών μεμβρανών για τον διαχωρισμό του φωτός, έχει χαμηλή ανθεκτικότητα και συντελεστή εστίασης μόνο μερικών δεκάδων φορών, καθιστώντας την τεχνολογία κατάλληλη μόνο για εργαστηριακή χρήση.

Πρόσφατα, μια ομάδα συγγραφέων από το Πανεπιστήμιο Phenikaa ανέπτυξε μια νέα προσέγγιση που ξεπερνά τις προαναφερθείσες αδυναμίες και είναι κατάλληλη για πρακτικές συνθήκες μετά την υλοποίηση του έργου «Έρευνα, σχεδιασμός και κατασκευή ενός φιλικού προς το περιβάλλον φωτοβολταϊκού-αγροτικού συστήματος βασισμένου στην τεχνολογία συμπυκνωμένης ηλιακής ενέργειας», που χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Ταμείο Ανάπτυξης Επιστήμης και Τεχνολογίας (Nafosted).

Ο Αναπληρωτής Καθηγητής Vu Ngoc Hai, επικεφαλής του έργου, δήλωσε ότι αντί να χρησιμοποιήσει μια παραβολική κοιλότητα για να δημιουργήσει μια ευθεία σύγκλιση, η ερευνητική ομάδα στράφηκε στη χρήση ενός φακού Fresnel - ενός οπτικού εξαρτήματος που είναι λεπτό, ελαφρύ, φθηνό και ικανό να συγκεντρώνει το φως σε ένα μικρό σημείο με συντελεστή σύγκλισης έως και εκατοντάδες φορές. Όταν το φως συμπιέζεται τόσο έντονα, η επιφάνεια του φωτοβολταϊκού στοιχείου που απαιτείται μειώνεται κατά εκατοντάδες φορές, πράγμα που σημαίνει λιγότερο υλικό, λιγότερες τοξικές χημικές ουσίες, λιγότερα απόβλητα και χαμηλότερο κόστος. Αυτός ο φακός Fresnel είναι επίσης μια εφεύρεση της ομάδας μέσω αυτού του έργου.

Ο Αναπληρωτής Καθηγητής Vu Ngoc Hai εξήγησε περαιτέρω ότι στο σημείο σύγκλισης, η ερευνητική ομάδα τοποθέτησε έναν ημι-ανακλαστικό καθρέφτη για να διαχωρίσει τα συστατικά του φυσικού φωτός. Το κόκκινο και το μπλε φως (δύο περιοχές φωτός που απορροφούν έντονα τα φυτά) μεταδίδονται μέσω του καθρέφτη στην περιοχή ανάπτυξης. Το υπόλοιπο φως, ειδικά η υπέρυθρη περιοχή που μεταφέρει πολλή θερμική ενέργεια, ανακλάται πίσω και συγκεντρώνεται στο ηλιακό πάνελ υψηλής απόδοσης. Ο διαχωρισμός των φωτεινών συστατικών σε ένα μικρό σημείο μειώνει την επιφάνεια που απαιτεί επίστρωση φίλτρου κατά 25-30 φορές, επιτρέποντας τη χρήση πιο ανθεκτικών, φθηνότερων και βιομηχανικά παραγόμενων τεχνικών επίστρωσης. Αυτή είναι μια σημαντική βελτίωση σε σύγκριση με τις υπάρχουσες τεχνολογίες παγκοσμίως.

Οι διαχωρισμένες πηγές κόκκινου και μπλε φωτός οδηγούνται σε οπτικές ίνες και αναδιανέμονται χρησιμοποιώντας οπτικές δομές. Αυτό εξασφαλίζει ομοιόμορφη κατανομή του φωτός στα φυτά, εξαλείφοντας τις σκιές και αποτρέποντας τη μείωση της απόδοσης σε σύγκριση με μοντέλα με ηλιακούς συλλέκτες σε μεγάλη απόσταση μεταξύ τους ή πάνελ τοποθετημένα σε στέγες θερμοκηπίων. Το ανακλώμενο φως υψηλής ενέργειας μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια με υψηλότερη απόδοση από την παραδοσιακή τεχνολογία επίπεδων πάνελ.

Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, αυτή η τεχνολογία ανοίγει πιθανές εφαρμογές σε αγροφωτοβολταϊκά μοντέλα στο Βιετνάμ, ειδικά σε περιοχές με υψηλή ένταση ακτινοβολίας και ανάγκη συνδυασμού της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με την καλλιέργεια καλλιεργειών. Στην επόμενη φάση, η ερευνητική ομάδα στοχεύει στην ανάπτυξη του συστήματος σε πιο ολοκληρωμένο επίπεδο, ώστε να αξιολογηθεί η πρακτική του εφαρμογή, με σκοπό τη μεταφορά της τεχνολογίας σε επιχειρήσεις και αγροφωτοβολταϊκά μοντέλα στη χώρα.

Για να διασφαλιστεί η επεκτασιμότητα, η ομάδα συνεργάστηκε με το Πανεπιστήμιο Myongji (Νότια Κορέα) – ένα ίδρυμα με εξειδίκευση στην οπτική, τα υλικά και τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας – για να αναπτύξουν από κοινού ένα πλήρες πρωτότυπο σύστημα για πειραματική χρήση. Αυτή η συνεργασία επέτρεψε στην ομάδα να διεξάγει μετρήσεις απόδοσης υπό ποικίλες περιβαλλοντικές συνθήκες, συμπεριλαμβανομένου του τροπικού κλίματος του Ανόι και του εύκρατου κλίματος της Σεούλ, στη Νότια Κορέα. Αξιολόγησαν την ανθεκτικότητα των φακών Fresnel και των οπτικών φίλτρων και επαλήθευσαν τη σταθερότητα της κατανομής του φωτός στα φυτά. Τα αρχικά αποτελέσματα των δοκιμών έδειξαν ότι το σύστημα προσέφερε υψηλότερη απόδοση μετατροπής ενέργειας σε σύγκριση με τα παραδοσιακά μοντέλα επίπεδης οθόνης υπό τις ίδιες συνθήκες ακτινοβολίας, παρέχοντας παράλληλα επαρκές κόκκινο-πράσινο φάσμα για την ανάπτυξη των φυτών, αποφεύγοντας την τοπική σκίαση και χωρίς να μειώνει την απόδοση. Οι αρχικές επιτυχίες του συνεργατικού προγράμματος δημοσιεύθηκαν στο διεθνές περιοδικό Plos One, το οποίο κατετάγη στο πρώτο τρίμηνο.

Σύμφωνα με εκπροσώπους του Εθνικού Ταμείου Επιστήμης και Τεχνολογικής Ανάπτυξης, το ερευνητικό έργο όχι μόνο καταδεικνύει τη σκοπιμότητα της φωτοβολταϊκής-γεωργικής τεχνολογίας επόμενης γενιάς, αλλά ανοίγει επίσης μεγάλες ευκαιρίες για το Βιετνάμ να ενταχθεί στην ομάδα χωρών που διαθέτουν τεχνολογία συγκεντρωμένης ηλιακής ενέργειας για βιώσιμη γεωργία. Με στόχο την περαιτέρω βελτιστοποίηση των οπτικών υλικών, τη μείωση του κόστους και την κατασκευή πρωτοτύπων μεγαλύτερης κλίμακας κατά την περίοδο 2025-2027, αναμένεται ότι το σύστημα θα μπορέσει να προχωρήσει σε δοκιμές πεδίου, να μεταφερθεί σε επιχειρήσεις και να συμβάλει άμεσα στους στόχους του Βιετνάμ για πράσινη γεωργία, κυκλική οικονομία και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Ηλιακή ενέργεια για βιώσιμη γεωργία

Σχόλιο (0)

Núi đá ghềnh Phú yên

Η οικογένειά μου

Hoàng hôn dịu dàng