وجهة نظر متعددة التخصصات حول الزراعة الشمسية: مستقبل الطاقة والزراعة

يؤدي تزايد السكان العالميين إلى زيادة الطلب على الغذاء والطاقة. يجب أن يكون تلبية هذه المطالب أولوية ومتناسبة مع أهداف التنمية المستدامة. تُعتبر أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية واحدة من التقنيات الرئيسية للانتقال المستدام للطاقة. ومع ذلك، فإن مزارع الطاقة الشمسية تتطلب مساحات كبيرة، مما يتعارض مع استخدامات الأراضي الأخرى مثل الزراعة. تقدم الزراعة الشمسية حلاً مزدوج الاستخدام للأراضي من خلال دمج الطاقة الشمسية وزراعة المحاصيل. تم تنفيذ بعض أنظمة الإنتاج الرائدة في الزراعة الشمسية عمليًا. ومع ذلك، لا يزال تحسين تقنية الطاقة الشمسية وتصميم المصفوفات وفهم تأثير الألواح الشمسية على اختيار المحاصيل وأدائها يمثل تحديًا. يمكن أن يكون تحديد أفضل تقنية للطاقة الشمسية وتقليل الآثار السلبية للظل على المحاصيل عاملين حاسمين في نجاح نظام الزراعة الشمسية. تدمج هذه المراجعة متعددة التخصصات أحدث النتائج في أبحاث الزراعة الشمسية وتصاميم المصفوفات وتقنيات الوحدات. كما تقارن هذه المراجعة الإمكانيات الزراعية لمجموعة متنوعة من المحاصيل للزراعة الشمسية وتقدم تحليلًا مركبًا لأداء المحاصيل تحت ظروف الظل المتغيرة. تشير نتائج هذه المراجعة إلى أن (1) أنظمة الزراعة الشمسية تعتمد بشكل أساسي على تقنية خلايا السيليكون البلوري، ومع ذلك، توفر تقنيات الطاقة الشمسية الاختيارية للأطوال الموجية، أو التقنيات الطيفية، والطلاء بالانتشار أو الألواح H2 فرصًا مستقبلية. (2) يمكن أن تعزز أنظمة الزراعة الشمسية كفاءة استخدام الأراضي. (3) يمكن أن يؤدي تظليل المحاصيل في أنظمة الزراعة الشمسية إلى خسائر في المحاصيل، ولكنه يمكن أيضًا أن يوفر shelter ويعزز من غلة أو جودة المحاصيل في مناخات محددة. (4) يعد التصميم الخاص بالمواقع لأنظمة الزراعة الشمسية أمرًا ضرورياً لضمان التشغيل المربح.