Kuasa solar untuk pertanian lestari

Tenaga solar menjadi trend utama dalam industri tenaga boleh diperbaharui, terutamanya apabila kos teknologi jatuh mendadak dan peralihan ke arah tenaga boleh diperbaharui merebak ke seluruh dunia.

Báo Nhân dân•30/11/2025

Loji tenaga solar Dau Tieng, wilayah Tay Ninh. (Foto: MINH PHUONG)

Loji tenaga solar Dau Tieng, wilayah Tay Ninh . (Foto: MINH PHUONG)

Tenaga solar menjadi trend utama dalam industri tenaga boleh diperbaharui, terutamanya apabila kos teknologi telah menurun mendadak dan peralihan ke arah tenaga boleh diperbaharui sedang merebak ke seluruh dunia . Salah satu cara paling biasa untuk menukar tenaga solar kepada elektrik bagi memenuhi keperluan manusia adalah dengan menggunakan panel solar.

Walau bagaimanapun, menurut pakar, pembangunan loji kuasa solar di seluruh dunia mendedahkan batasan ketara mengenai alam sekitar dan sumber tanah. Proses pengeluaran fotovoltaik menggunakan bahan kimia toksik seperti asid hidroklorik, asid sulfurik, asid nitrik dan hidrogen fluorida, yang boleh menimbulkan risiko kesihatan, terutamanya kepada pekerja pengeluaran. Satu laporan oleh Institut Penyelidikan Tenaga (IER) di Amerika Syarikat menunjukkan bahawa panel solar menghasilkan 300 kali lebih banyak sisa berbahaya daripada loji kuasa nuklear untuk unit tenaga yang sama yang dibekalkan. Panel solar yang menggunakan logam berat seperti plumbum, kromium dan kadmium boleh merosakkan alam sekitar tanah jika ia dihancurkan dan ditanam.

Di samping itu, panel solar bersaiz utiliti berskala besar menempati banyak ruang, menghalang pertumbuhan tumbuh-tumbuhan di bawah dan mengubah kawasan ini menjadi tanah tandus.

Di Vietnam, kuasa solar telah berkembang pesat dalam beberapa tahun kebelakangan ini, terutamanya di Ninh Thuan – yang dianggap sebagai "ibu kota tenaga solar" negara. Ledakan ini telah berlaku di tengah-tengah pertumbuhan ekonomi yang pesat, permintaan tenaga yang tinggi, dan kos teknologi yang menurun secara mendadak. Walau bagaimanapun, projek kuasa solar berskala besar menduduki banyak tanah, memberi tekanan kepada alam sekitar. Kebanyakan projek tidak mempunyai rancangan untuk melupuskan panel solar pada akhir hayatnya, manakala peranti ini mengandungi bahan dan logam berat yang boleh menyebabkan pencemaran jika dilupuskan melalui kaedah tapak pelupusan sampah konvensional.

Di seluruh dunia, banyak kumpulan penyelidikan telah berusaha untuk mengatasi batasan kuasa solar panel rata dengan menggunakan teknologi kuasa solar tertumpu. Teknologi ini memfokuskan cahaya matahari ke kawasan kecil untuk mengurangkan bilangan sel fotovoltaik yang diperlukan dengan ketara. Sekumpulan saintis di China adalah antara yang pertama mencadangkan model yang memisahkan komponen cahaya matahari, di mana cahaya merah dan biru digunakan untuk pertanian, dan selebihnya ditukar menjadi elektrik. Walau bagaimanapun, model ini sangat mahal kerana ia memerlukan penggunaan filem nano-optik yang mahal untuk memisahkan cahaya, mempunyai ketahanan yang rendah, dan faktor pemfokusan hanya beberapa puluh kali, menjadikan teknologi ini hanya sesuai untuk kegunaan makmal.

Baru-baru ini, satu pasukan penulis dari Universiti Phenikaa telah membangunkan pendekatan baharu yang mengatasi kekurangan yang dinyatakan di atas dan sesuai untuk keadaan praktikal selepas melaksanakan projek "Penyelidikan, reka bentuk dan fabrikasi sistem pertanian fotovoltaik mesra alam berdasarkan teknologi tenaga suria tertumpu," yang dibiayai oleh Dana Pembangunan Sains dan Teknologi Kebangsaan (Nafosted).

Profesor Madya Vu Ngoc Hai, ketua projek, berkata bahawa pasukan penyelidikan telah beralih kepada penggunaan kanta Fresnel daripada menggunakan palung parabola untuk menghasilkan penumpuan garis lurus—komponen optik yang nipis, ringan, murah dan mampu menumpukan cahaya ke dalam titik kecil dengan pekali penumpuan sehingga ratusan kali ganda. Apabila cahaya dimampatkan dengan begitu kuat, luas sel fotovoltaik yang diperlukan berkurangan ratusan kali ganda, bermakna kurang bahan, kurang bahan kimia toksik, kurang sisa dan kos yang lebih rendah. Kanta Fresnel ini juga merupakan ciptaan pasukan melalui projek ini.

Profesor Madya Vu Ngoc Hai menjelaskan lagi bahawa pada titik penumpuan, pasukan penyelidikan meletakkan cermin separa pantul untuk memisahkan komponen cahaya semula jadi. Cahaya merah dan biru (dua kawasan cahaya yang diserap dengan kuat oleh tumbuhan) dipancarkan melalui cermin ke kawasan pertumbuhan. Cahaya yang tinggal, terutamanya kawasan inframerah yang membawa banyak tenaga haba, dipantulkan kembali dan ditumpukan pada panel solar berkecekapan tinggi. Memisahkan komponen cahaya pada titik kecil mengurangkan luas permukaan yang memerlukan salutan penapis sebanyak 25-30 kali ganda, membolehkan penggunaan teknik salutan yang lebih tahan lama, lebih murah dan dihasilkan secara industri. Ini merupakan peningkatan yang ketara berbanding teknologi sedia ada di seluruh dunia.

Sumber cahaya merah dan biru yang diasingkan dipandu ke dalam gentian optik dan diagihkan semula menggunakan struktur optik. Ini memastikan pengagihan cahaya yang sekata kepada tumbuhan, menghapuskan bayang-bayang dan mencegah pengurangan hasil berbanding model dengan panel solar atau panel yang dipasang pada bumbung rumah hijau. Cahaya pantulan bertenaga tinggi ditukar menjadi tenaga elektrik dengan kecekapan yang lebih tinggi daripada teknologi panel rata tradisional.

Menurut pasukan penyelidikan, teknologi ini membuka potensi aplikasi dalam model agro-fotovoltaik di Vietnam, terutamanya di kawasan yang mempunyai keamatan radiasi yang tinggi dan keperluan untuk menggabungkan pengeluaran elektrik dengan penanaman tanaman. Dalam fasa seterusnya, pasukan penyelidikan menyasarkan untuk membangunkan sistem ini ke tahap yang lebih lengkap supaya aplikasi praktikalnya dapat dinilai, dengan tujuan untuk memindahkan teknologi tersebut kepada perniagaan dan model agro-fotovoltaik di negara ini.

Bagi memastikan kebolehskalaan, pasukan ini telah bekerjasama dengan Universiti Myongji (Korea Selatan) – sebuah institusi yang mempunyai kepakaran dalam optik, bahan dan tenaga boleh diperbaharui – untuk bersama-sama membangunkan sistem prototaip lengkap untuk kegunaan eksperimen. Kerjasama ini membolehkan pasukan menjalankan pengukuran prestasi di bawah pelbagai keadaan persekitaran, termasuk iklim tropika Hanoi dan iklim sederhana Seoul, Korea Selatan. Mereka menilai ketahanan kanta Fresnel dan penapis optik, dan mengesahkan kestabilan taburan cahaya merentasi tumbuhan. Keputusan ujian awal menunjukkan sistem ini menawarkan kecekapan penukaran tenaga yang lebih tinggi berbanding model panel rata tradisional di bawah keadaan sinaran yang sama, sambil menyediakan spektrum merah-hijau yang mencukupi untuk pertumbuhan tumbuhan, mengelakkan teduhan setempat, dan tidak mengurangkan hasil. Kejayaan awal program kerjasama ini telah diterbitkan dalam jurnal antarabangsa Plos One yang diperingkat suku pertama.

Menurut wakil Dana Pembangunan Sains dan Teknologi Kebangsaan, projek penyelidikan ini bukan sahaja menunjukkan kebolehlaksanaan teknologi pertanian fotovoltaik generasi akan datang tetapi juga membuka peluang besar untuk Vietnam menyertai kumpulan negara yang memiliki teknologi kuasa solar tertumpu untuk pertanian lestari. Dengan tujuan untuk mengoptimumkan lagi bahan optik, mengurangkan kos dan membina prototaip berskala lebih besar dalam tempoh 2025-2027, sistem ini dijangka dapat berkembang untuk percubaan lapangan, dipindahkan kepada perniagaan dan menyumbang secara langsung kepada matlamat pertanian hijau, ekonomi kitaran dan tenaga boleh diperbaharui Vietnam.

CAHAYA BERSALJI

Sumber: https://nhandan.vn/dien-mat-troi-cho-nong-nghiep-ben-vung-post926876.html