Dünya liderleri, küresel enerji krizinin de görüşüldüğü COP27 (Conference of the Parties yani Taraflar Konferansı) toplantısını 2022’de yaptılar. Bu toplantının önemli konularından biri de tüm dünyayı ilgilendiren iklim değişikliği ve yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımıydı. Son yılların yenilikçi tarım sistemlerinden olan agrivoltaik tarım sisteminin de bu iki konuya çözüm olabileceği düşünülmektedir.
Dünyadaki büyük sorunlardan birisi hızla artan insan nüfusudur. Dünya nüfusu 20.yüzyılın başında 1.6 milyon iken hızla 7.6 milyara çıkmış, kişi başı düşen tarım tüketimini de artmıştır. En önemli besin kaynaklarından olan tarımsal kaynağımızı korumak için tarım teknolojisinin gelişmesi gereklidir. Bu soruna bir çözüm olarak 1982 yılında agrivoltaik tarım yöntemi geliştirilmiştir. İlk zamanlar her yeni teknoloji de olduğu gibi bu yöntem çok ilgi görmese de sonralarda kabul görmeye başlamıştır. Agrovoltanik tarım sistemi, aynı araziyi kullanarak elektrik üretirken tarım yapabilme imkanı sağlamaktadır.
Hızlı nüfus artışının yanı sıra diğer bir sorun ise iklim değişikliğidir. İklim değişikliğiyle beraber tarımla ilgilenen insanların aklına gelen ilk soru en verimli şekilde mahsulü nasıl yetiştirebiliriz olmuştur. Küresel ısınmanın artmasıyla beraber bulunan çözümlerden biri de mahsulün yetiştirme şeklinin değişimidir. Agrovoltaik tarım teknolojisi ile kısacası güneş panellerini verimli bir şekilde kullanarak tarıma yön vermek amaçlanır. Bilimsel çalışmalar bazı mahsullerin bu şekilde oldukça verimli yetiştiğini göstermiştir.
Agrovoltaik Tarım Nasıl Çalışır?
Agrivoltaik terimi, tarım ve fotovoltaik sistemin ingilizce karşılıklarının birleşimidir. Fotovoltaik sistem, güneş enerjisinin kullanılabilir enerjiye dönüştüğü sistemdir. Agrivoltaik sistemler, mahsüller ile güneş enerjisi panellerinin ilişkilendirildiği sistemlerdir. Bu sistem aynı arazi üzerinde hem güneş enerjisi üretimi hem de tarımsal üretim yapmayı mümkün kılmaktadır. Bu sistemde tek yüzlü panel, ikiyüzlü panel ya da şeffaf panel kullanılabilir. Paneller, tarım alanına belirli yükseklikte ve aralıkta yerleştirilir. Panellerin altına da tarım ürünü ekilir. Paneller güneş ışığının bir kısmını alırken, tarımsal üretim için gerekli olan ışığı ve gölgeyi sağlar. Böylece tarım ve enerji sürdürülebilir hale gelir.
Agrivoltaik tarım sisteminin uygulanabilmesi için doğru bir şekilde kurulması gereklidir. Bunun için de bazı maddelere dikkat edilmelidir. Bunlardan en önemlisi arazi ve panel seçimidir. Güneş ışığı alma potansiyeli yüksek ve tarımsal üretime uygun araziler seçilir. Tarımsal üretim için gerekli ışık miktarını ve gölgeleme etkisini göz önünde bulundurarak uygun paneller seçilir. İkinci durum ise panel yerleşimidir. Paneller, tarımsal faaliyetlere engel olmayacak ve en uygun güneş ışığı alımı sağlayacak şekilde yerleştirilir. Yerden 2-3 metre yükseklikte olmalı ve 30 derecelik açıyla gölgelendirme yapmalıdır. Güneş panellerinin gölgeleme etkisine dayanıklı bitkiler seçilmeli, sistemin düzenli olarak bakımı ve onarımı yapılmalıdır.
Yenilenebilir enerji kaynaklarından en ulaşılabilir ve bol miktarda bulunanı güneş enerjisidir. Güneş enerjisinin kullanılarak yapıldığı fotovoltaik sistemlerde, geniş yüzey alanı gerektirir. Sadece fotovoltaik sistem için ayrılan büyük miktardaki araziler, gıda sektörünü zora sokmaktadır. Agrivoltaik tarım sistemi sayesinde ise iki durum birleştirilerek büyük alan kullanımı azaltılmış ve ortak alana çevrilmiştir. Arazi kullanımının bu şekilde şekillenmesi ile artan dünya nüfusunun tarım ürünü ihtiyacı karşılanırken, aynı zamanda sürdürülebilir enerji ihtiyacı da sağlanmaktadır. Böylece tarım ve enerji için arazi rekabeti de azaltarak, arazi kullanım verimliliğini artırmaktadır.
Bazı mahsüller ise sadece agrivoltaik tarımın oluşturduğu yapıya benzer ortamlarda gelişebilmektedir. Bu tür bitkilerin büyüyebilmesi için seraların çatılarının olması ya da güneş paneli gibi koruyucu malzemelerin konumlandırılması gereklidir. Bu sayede ihtiyacı olan güneş ışığını ve yağmur suyunu alabilmektedir. Ayrıca güneş panelinin gölgelendirme etkisi, aşırı sıcak veya kurak koşullarda koruma sağlamaktadır. Ekinlerin, UV-B gibi zararlı güneş ışınlarının zararlarından korunmasını sağlamaktadır. Bunlara ek olarak, panellerin toprak altındaki kısımlarına sensörler yerleştirerek ürünün ihtiyaç duyduğu vitamin, mineral, su gibi durumlar hakkında bilgi sağlanabilmektedir. Yapılan birçok çalışma ile marul, domates, biber gibi mahsullerde %70’e kadar verim artışı sağlanmıştır.
Geleneksel yöntemlere kıyasla bu yöntem enerji ve su kullanımı konusunda avantaj sağlamaktadır. Panellerin gölgeleme etkisi, toprak neminin korunmasına ve sulama ihtiyacının azalmasına katkıda bulunmaktadır. Gölgeli ortamı seven uygun bir bitki seçilirse, bu sistemle yetiştirildiğinde bitki verimliliği artmaktadır. Diğer bir avantaj ise, güneş panelleri, yenilenebilir enerji kaynağı olan güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürür. Bu da çiftçilere ek kazanç olarak dönebilmektedir. Agrovoltaik tarımın en önemli faydalarından biri ise karbon emisyonlarının azalmasına ve sürdürülebilirliğe katkı sağlamasıdır.
Agrivoltaik Tarımı Kullanan Ülkeler ve Tecrübeleri
Agrivoltaik tarım sistemlerine her geçen gün ilgi artmaktadır. Günümüzde özellikle Avrupa, Japonya ve Güney Kore’de kullanılmaktadır. Ancak avantajı olduğu kadar dezavantajları da vardır. Özellikle gelişmekte olan ülkeler için uzmanlık konusunda eksiklik vardır ve maliyeti oldukça fazladır. Örneğin Tanzanya’da 104 panelin yer aldığı sistemin toplam maliyeti 40 bin dolar tutmaktadır. Bu da bir çiftçinin yenilikçi yöntem yerine geleneksel yöntemi tercih etmesine sebep olmaktadır.
Güney Kore’deki araştırmacılar, fotovoltaik panelleri kullanarak brokoli yetiştirmişlerdir. Sonuçlara göre, geleneksel yöntemler ile yetiştirilen brokoliye kıyasla kalitesinin aynı olduğu ve tadının değişmediği belirtilmiştir. Fark olarak sadece brokolinin normale göre daha koyu olduğu ve bunun tüketiciyi olumlu yönde etkilediğini belirtmiştir.
Kuraklıkla savaşan Şili’de ise tarım için ayrılan su miktarı, toplamda kullanılan su miktarının %70’idir. Bu oranı dengelemek için fesleğen yetiştirilen tarlada agrivoltaik tarım sistemi kullanılmıştır. Bu sayede toprağın nem oranının %29 daha fazla olduğu onaylanmıştır. Panellerin sağladığı gölge sayesinde, topraktan daha az su kaybı olduğundan dolayı suya ihtiyacı da önemli ölçüde azaltmaktadır.
Dünyadaki örneklerinden de göreceği gibi agrivoltaik tarım sistemi umut vadetmektedir. Gıda güvenliği ve enerji sürdürülebilirliğini aynı anda koruyan iyi bir sistemdir. Uygulamanın daha da kullanılabilir hale gelmesi ve ekonomik olumsuzlukların azalmasıyla ulaşılabilirliği artacaktır. Gelecekte bu sistem, tarımsal üretimde verimliliği artırmaya, enerji ihtiyacını karşılamaya ve çevreyi korumaya katkıda bulunacaktır.
