การทำฟาร์มแบบ Agrivoltaic คือ การปลูกพืชภายใต้แผงโซลาร์เซลล์ ซึ่งการศึกษาทางวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่าพืชบางชนิด เช่น บรอกโคลี เจริญเติบโตได้ดีกว่าปกติเมื่อปลูกด้วยวิธีนี้ และการเพิ่มการใช้ที่ดินเป็นสองเท่าด้วยวิธีนี้ จะสามารถช่วยเลี้ยงประชากรโลกที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องได้ ขณะเดียวกันก็ให้พลังงานสะอาดที่ยั่งยืนด้วย

Agrivoltaics เป็นคำศัพท์ทางเทคนิคใช้เรียกการใช้ที่ดินเพื่อประโยชน์ด้านพลังงานแสงอาทิตย์และพืชผล โดยได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นประโยชน์สำหรับเกษตรกร และในบางกรณียังช่วยเพิ่มผลผลิต ลดการใช้น้ำ และเพิ่มรายได้อีกช่องทางหนึ่งด้วย จากการผลิตพลังงาน ไม่เพียงเท่านี้ยังมีประโยชน์ต่อแผงโซลาร์เซลล์ด้วย เพราะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและอายุการใช้งานให้ยาวนานขึ้นด้วยการทำให้อุณหภูมิเย็นลง

การทำฟาร์มเกษตรแบบ Agrivoltaics ไม่ใช่การแก้ปัญหาเพียงปัญหาเดียวเท่านั้น เพราะใช้พื้นที่ร่มเงาใต้แผงโซลาร์เพื่อปลูกพืช จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ที่ดินให้คุ้มค่า เนื่องจากทำให้ทั้งโซลาร์ฟาร์มและเกษตรกรรมใช้พื้นที่ร่วมกันได้

ปัจจุบัน “จีน” ครองตำแหน่งโครงการ Agrivoltaics ที่ใหญ่ที่สุดในโลก โดยประกอบด้วยแผงโซลาร์เซลล์ที่วางอยู่เหนือฟาร์มโกจิเบอร์รี่ในทะเลทรายโกบี ซึ่งโครงการขนาดยักษ์ที่ให้พลังงานกว่า 700 เมกะวัตต์นี้ จะช่วยลดการระเหยของความชื้นในดินได้ 30-40% รวมทั้งช่วยปรับปรุงสภาพอากาศและระบบนิเวศของพื้นที่ดังกล่าวให้ดีขึ้น ด้วยการเพิ่มความหลากหลายทางชีวภาพ

ขณะที่นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแห่งชาติชอนนัม ประเทศเกาหลีใต้ ปลูกบรอกโคลีใต้แผงโซลาร์เซลล์ โดยวางแผงโซลาร์เซลล์สูงจากพื้น 2-3 เมตร และทำมุม 30 องศา ให้ร่มเงาและปกป้องบรอกโคลีจากสภาพอากาศที่ส่งผลกระทบต่อการเจริญเติบโต เช่น ฝนที่ตกหนัก ลูกเห็บ และหิมะ ผลลัพธ์ที่ได้คือคุณภาพของบรอกโคลีไม่ได้ต่ำกว่าบรอกโคลีที่ปลูกแบบดั้งเดิมแต่อย่างใด และไม่มีการเปลี่ยนแปลงของรสชาติอย่างมีนัยสำคัญ ทั้งยังพบว่าบรอกโคลีที่ผลิตได้มีเฉดสีเขียวเข้ม ทำให้ดึงดูดใจผู้บริโภคมากขึ้น

จากการใช้พลังงานหมุนเวียนของเกาหลีใต้ที่ต่ำที่สุดในบรรดาประเทศสมาชิกสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ กอปรกับการขาดแคลนที่ดิน เนื่องจากสภาพภูมิประเทศเป็นภูเขาครอบคลุมพื้นที่ 70% ของประเทศ ดังนั้น การทำฟาร์มแบบ Agrivoltaics อาจเป็นทางออกที่พลิกเกมได้!

ส่วนในแอฟริกาตะวันออก Agrivoltaics ช่วยให้เกษตรกรชาวเคนยาสามารถใช้ประโยชน์จากที่ดินที่เคยมองว่าไม่เอื้ออำนวยต่อการเพาะปลูกได้ดีขึ้น ด้วยการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ที่ยกสูงจากพื้นหลายเมตร แทนที่จะติดตั้งใกล้กับพื้นเหมือนแผงโซลาร์เซลล์แบบเดิม นอกจากนี้ยังติดตั้งให้มีช่องว่างระหว่างแผง ร่มเงาจากแผงช่วยปกป้องผักนานาชนิดจากความเครียด ความร้อน และการสูญเสียน้ำ โดยเทคนิคนี้ช่วยเก็บกักน้ำฝนเพื่อสร้างสภาพแวดล้อมในการบำรุงพืชผลมากกว่าการปลูกในทุ่งโล่ง ส่งผลให้เกษตรกรในชนบทสามารถปลูกพืชที่มีมูลค่าสูงได้หลากหลายมากขึ้น

อย่างไรก็ตาม แม้แอฟริกาจะเป็นภูมิภาคที่มีความท้าทายด้านความยั่งยืนของพลังงานเป็นอย่างมาก แต่การติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์จำนวนมากมักจะหมายถึงการแผ้วถางที่ดินเพื่อเป็นผืนดินเปล่าๆ ซึ่งส่งผลกระทบต่อความยั่งยืนของที่ดิน การกักเก็บน้ำ การกักเก็บคาร์บอน และความหลากหลายทางชีวภาพ และทำให้เกิดการแย่งชิงที่ดินซึ่งจำเป็นสำหรับการผลิตอาหารด้วย

นอกจากนี้ UN ประเมินว่าจำนวนประชากรโลกจะเพิ่มขึ้นอีกประมาณ 2,000 ล้านคน ในอีก 30 ปีข้างหน้าและที่ดินก็จะมีราคาแพงมากขึ้นเช่นกัน Agrivoltaics จึงเป็นโซลูชันสำคัญในการใช้พื้นที่เดิมเพื่อผลิตอาหารให้มากขึ้น ในขณะเดียวกันก็ทำให้เกิดแหล่งพลังงานหมุนเวียนมากขึ้นด้วย

โดย Agrivoltaics เหมาะกับการปลูกพืชที่ทนต่อร่มเงาอย่างผักกาดหอม ส่วนพืชผลชนิดอื่นๆ ที่สามารถปรับตัวให้เข้ากับการเจริญเติบโตที่ไม่ปกติก็เติบโตได้ดีเช่นกัน อาทิ พริกขี้หนู และมะเขือเทศบางชนิด

ด้าน แม็กซ์ ชาง ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลแห่งมหาวิทยาลัยคอร์เนล กล่าวว่า “โลกของเรามีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องใช้พลังงานหมุนเวียนให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ เพื่อต่อสู้กับผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แต่ในขณะเดียวกันก็มีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องอนุรักษ์พื้นที่การเกษตรเพื่อความมั่นคงทางอาหาร ซึ่ง Agrivoltaics จะช่วยให้เราเอาชนะความท้าทายนี้ได้”

“นอกจากนี้ ยังเป็นที่ทราบกันดีว่าอุณหภูมิที่สูงขึ้นสามารถลดอายุการใช้งานและประสิทธิภาพของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ได้ แต่ Agrivoltaics ทำให้ปัญหาดังกล่าวได้รับการแก้ไข เพราะจากการศึกษาพบว่าแผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งสูงเหนือต้นถั่วเหลือง 4 เมตร สามารถเชื่อมต่อกับอุณหภูมิที่ลดลงได้ถึง 10 องศาเซลเซียส เมื่อเปรียบเทียบกับแผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งเหนือพื้นดินครึ่งเมตร” แม็กซ์ ชาง ระบุ

มีเหตุผลบางประการที่ทำให้อุณหภูมิของแผงโซลาร์เซลล์ลดลง ซึ่งก็คือการที่น้ำระเหยจากพืชผลหรือดินขึ้นไปในอากาศ กระบวนการดังกล่าวจะขจัดความร้อนออกไป ดังนั้นเมื่อพืชผลเติบโตภายใต้แผงโซลาร์เซลล์ น้ำที่ระเหยออกมาจะช่วยให้อุณหภูมิของแผงโซลาร์เซลล์ที่อยู่ด้านบนลดลง ขณะที่อีกสาเหตุหนึ่งคือพืชผลสามารถสะท้อนแสงได้ดีกว่าดิน ดังนั้นในขณะที่ดินอาจเก็บกักความร้อนไว้และคายความร้อนจากพื้นดิน พืชผลไม่ได้เปลี่ยนรังสีจากดวงอาทิตย์เป็นความร้อนมากนัก ประการสุดท้าย ด้วยการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์เหนือพื้นที่การเกษตรซึ่งสูงขึ้นกว่าปกติ ทำให้อากาศผ่านได้ง่ายขึ้น และช่วยระบายอากาศจากแผงโซลาร์เซลล์ได้ดี

กระนั้น แม็กซ์ ชาง มองว่าไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะสร้างสมดุลระหว่างความต้องการด้านเกษตรกรรมและพลังงานแสงอาทิตย์ แต่เขาก็เชื่อว่าเราจะเห็นด้านบวกของการสร้างฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ในอนาคตที่สามารถตอบสนองทั้งสองอย่างได้อย่างลงตัว

สำหรับแนวทางปัจจุบันของ Agrivoltaics แสดงถึงการพัฒนาเชิงวิวัฒนาการของเกษตรนิเวศวิทยาและการจ่ายพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์แบบบูรณาการไปยังกริด ส่งผลให้รายได้ต่อหน่วยพื้นที่เพิ่มขึ้นเกือบเท่าตัว ในขณะที่ Agrivoltaics สามารถเป็นพื้นฐานในการปฏิวัติการทำฟาร์มขนาดใหญ่ที่มีความแม่นยำสูง (อัจฉริยะ) ซึ่งเป็นไปไม่ได้หากไม่มีแหล่งจ่ายไฟที่เพียงพอในพื้นที่เพาะปลูก ขณะที่การใช้แผงโซลาร์เซลล์ที่เลิกใช้แล้วจากฟาร์มโซลาร์เซลล์ทั่วไปใน Agrivoltaics อาจทำให้เทคโนโลยีนี้มีราคาถูกลงสองเท่าและช่วยชะลอความจำเป็นในการรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลล์จำนวนมาก

แหล่งข้อมูล

https://www.salika.co/2023/03/09/agrivoltaics-trend-and-movement/