أجرى فريق بحث من إسبانيا وإيطاليا مؤخرًا دراسة حول تأثير تكوينات النظام المختلفة للثنائية الوجهالنظام الزراعيالمصفوفات المنتشرة في بساتين الزيتون. واكتشف الفريق أن زاوية ميل وحدات الطاقة الشمسية تؤثر بشكل كبير على إنتاجية الطاقة، بينما يلعب ارتفاع الوحدات دورًا حاسمًا في زيادة الإنتاج الزراعي. اختبرت الدراسة تكوينات النظام المختلفة باستخدام برامج المحاكاة ونهج تتبع الأشعة لوضع نموذج دقيق لكيفية تفاعل الضوء مع الأشياء.
تعتبر نتائج هذه الدراسة مهمة للمزارعين وشركات الطاقة المتجددة الذين يتطلعون إلى دمج الطاقة الشمسية في عملياتهم الزراعية. ومن خلال تحسين تصميم ووضع وحدات الطاقة الشمسية، يمكن للمزارعين زيادة إنتاجهم من الطاقة إلى أقصى حد مع تحسين نمو المحاصيل وإنتاجيتها في نفس الوقت.
في محاكاتها، يبلغ نصف قطر جذوع الأشجار 0.25 مترًا وارتفاعها 1 مترًا، بينما يبلغ نصف قطر التاج 1 مترًا وارتفاعه 1.5 مترًا. ويعتبر الارتفاع الإجمالي 2.5 متر، وهو ما يمثل متوسط ارتفاع أشجار الزيتون في هذا النهج الزراعي. من المفترض أن يكون حجم النماذج ثنائية الجانب 1.755 م × 1.038 م وأن يتم وضعها على محاور بارتفاع لا يقل عن 3 م لضمان حركة آلات الحصاد.
تم ضبط درجة الحرارة على 21 درجة مئوية والرطوبة 40%، مع افتراض المحاكاة 16 ساعة من الضوء يوميًا. لحساب محصول أشجار الزيتون، تم تقييم استجابة استيعاب الكربون الإجمالي للضوء الممتص. ويشير ذلك إلى الكفاءة الكمية لعملية التمثيل الضوئي في أشجار الزيتون، مما يوضح مدى نجاحها في تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية.
تم قياس كل إعداد بزوايا ميل تبلغ 0 و20 و40 و60 و80 و90 درجة، وارتفاع المحور 3 م و3.5 م و4 م و4.5 م. تم اختيار أصناف الزيتون الثلاثة بسبب استجاباتها الضوئية المختلفة، حيث أنها تسود في مناطق جغرافية مختلفة. يوجد زيتون بيكوال في الغالب في جيان، وزيتون مانزانيلا مستوطن في إشبيلية بإسبانيا، ويمكن العثور على زيتون الشملالي في العديد من دول البحر الأبيض المتوسط، وخاصة تونس.
نسبة ذروة الأرض المكافئة (LER)، الذي يقيس إنتاجية الأرض من الطاقة المجمعة ومخرجات المحاصيل، كان 171% مما سينتجه كل نظام على حدة إذا تم تنفيذه بشكل منفصل في نفس المنطقة. تم تحقيقه بزاوية ميل 20 درجة و 3 أمتار. تم تحقيق أدنى مستوى LER عند 90 درجة، على ارتفاع 4 أمتار.
يكتسب استخدام الأنظمة الفولتية الزراعية شعبية في قطاع الطاقة المتجددة نظرًا لقدرتها على تعزيز إنتاج الطاقة المستدامة والإنتاجية الزراعية. ومن خلال دمج الألواح الشمسية في العمليات الزراعية، يمكن للمزارعين إنتاج الطاقة المتجددة دون التضحية بالأراضي القيمة التي يمكن استخدامها لإنتاج المحاصيل.
