AgriLight Energy Systems

לצד יתרונותיה הרבים של האנרגיה הסולארית, ובראשם ניצולו של משאב בלתי נדלה (השמש) להפקת אנרגיה נקייה וזולה, היא איננה חפה מבעיות. ככל שהעולם מתקדם לכיוון של אנרגיה סולארית, אחד האתגרים העומדים בפנינו הוא טביעת הרגל הקרקעית המשמעותית הנדרשת להתקנת פאנלים סולאריים, אשר תופסים שטחי קרקע רבים ויקרי ערך, אותם ניתן היה לנצל לייצור מזון.

על מנת להתמודד עם אתגרים אלו, התפתח בשנים האחרונות תחום טכנולוגי חדשני ומבטיח בשם אגרו-וולטאי, המאפשר לנצל את אותו שטח קרקע הן לייצור אנרגיה סולארית והן לחקלאות (דו-שימוש).

על ידי שילוב אסטרטגי של פאנלים סולאריים באזורים חקלאיים, פרויקט אגרו-וולטאי מאפשר דו-שימוש בקרקע לגידול יבולים ולייצור אנרגיה סולארית, במטרה לייעל את ניצול הקרקע הזמינה והפחתת הצורך בשטח נוסף עבור התקנת חוות סולאריות. פרויקט אגרו-וולטאי מספק גם יתרונות נוספים, כגון חסכון ניכר במי השקייה עקב הפחתת אידוי מים מהקרקע באמצעות ההצללה שמייצרים הפנלים, שיפור תפוקת היבול באמצעות יצירת מיקרו אקלים נוח, מניעת פגיעת פגעי טבע, בעיקר מניעת עודף קרינה ומניעת נזקי ברד ותרומה לייצור בר-קיימא של אנרגיה מתחדשת. פריסת טכנולוגיה אגרו וולטאית על 1% בלבד משטחי הגידול בעולם, עשויה לייצר את כל הביקוש לחשמל העולמי, ולתמוך במעבר לאנרגיה ירוקה.

טכנולוגיות  APV קיימות ומגבלותיהן:

בעולם כיום, קיימים ארבעה טכנולוגיות עיקריות למערכות אגרי-וולטאיות:

• מערכות APV סטטיות, במערכות אלו, ההצללה מהפנלים הסולאריים פוגעת בחקלאות. על מנת למזער פגיעה זו  פותחים מרווחים גדולים בין הפנלים הסולאריים על מנת לאפשר לקרני השמש להגיע לגידולים החקלאיים, כך שמערכות אלו מייצרים פחות חשמל ליחידת שטח.
• מערכות APV דינמיות (מבוססות עוקב שמש), כאשר מערכות אלו עוקבות אחר השמש הם מטילות צל הפוגע בגידולים החקלאיים. כדי למזער פגיעות אלו מטים את הפנלים הסולאריים לכוון השמש  אך כתוצאה מכך י ירידה משמעותית בייצור החשמל.
• מערכות APV חצי שקופות, במערכות אלו יש מרווחים גדולים בין התאים הסולאריים בפנל בכדי לאפשר לקרני השמש להגיע לגידולים החקלאיים, פנלים סולאריים אלו מייצרים פחות חשמל ליחידת שטח בהשוואה לפנלים אטומים (ללא מרווחים בין התאים).
• מערכות APV אנכיות, במערכות אלו הפאנלים מותקנים אנכית לקרקע וכמעט שאינם תופסים שטח חקלאי, לפאנלים המותקנים אנגית לקרקע יעילות המרה חשמלית נמוכה והם מייצרים פחות חשמל ליחידת שטח.

החברות המתחרות המובילות המספקות מערכות אגרי וולטאיות, הן:

• Sun Agri – חברה צרפתית, המספקת מערכות APV דינמיות המבוססות על עוקב שמש
• REMTEC – חברה איטלקית, המספקת מערכות APV דינמיות המבוססות עוקב שמש
• Solar Gik - חברה ישראלית, המספקת מערכות APV דינמיות המבוססות עוקב שמש
• Solar Tracker - חברה ישראלית, המספקת מערכות APV דינמיות המבוססות עוקב שמש.

כל החברות הנ"ל מספקות מערכות APV דינמיות המבוססות על עוקב שמש המשנה באופן דינמי ורציף את זווית ההטיה של הפנלים הסולאריים בהתאם למיקום השמש.

הבעיה עם מערכות אלו היא התחרות הקיימת על קרינת השמש בין הצרכים של הגידולים החקלאיים ומערכות האנרגיה הסולארית. החיסרון של כל המערכות הנ"ל הוא שכאשר המודולים הסולאריים עוקבים אחר השמש, הם מטילים צל על הגידולים החקלאיים, צל העוצר את תהליכי הפוטוסינטזה החיוניים לצמח. על מנת למזער את נזקי הצל , המערכות הדינמניות מטות בחלק מהזמן את זווית ההטיה של הפנלים הסולאריים לכוון השמש כך שהגידולים החקלאיים מקבלים את אור השמש שהם צריכים, אך במצב זה אין כמעט ואין ייצור חשמל.

* תחרות על קרינת השמש בין צרכי החקלאות ומערכות האנרגיה הסולארית

האתגרים

האתגר הבסיסי שקיים בכל טכנולוגיות Agri-PV הוא התחרות המובנית על קרינת השמש בין הצרכים של הגידולים החקלאיים לתהליך הפוטוסינתזה שלהם לבין הדרישות של המערכות הסולאריות לייצור חשמל. הגרף הבא שהוכן ע"י מכון Fraunhofer מגרמניה ושפורסם בכנס אינטר-סולאר 2022, מראה שיפוע שלילי בין ייצור החשמל לאיכות היבולים החקלאיים, עבור כל טכנולוגיות ה- Agri-PV הקיימות. שיפוע שלילי זה נובע מהתחרות המובנית על קרינת השמש בין הצרכים החקלאיים והמערכות הסולאריות לייצור חשמל.

האתגר העיקרי של תעשיית ה- Agri-PV הוא כיצד להתגבר על התחרות האינרנטית ביו צרכי החקלאות וייצור החשמל הסולארי על קרינת השמש ולמקסם בו זמנית את ייצור האנרגיה מבלי לפגוע באיכות הגידולים החקלאיים  ולא להגדיל את ייצור החשמל ע"י פגיעה בגידולים החקלאיים או להפך (הפינה הימנית למעלה בגרף).

הפתרון של אגרילייט

Agri-Light פיתחה טכנולוגיה אגרי-וולטאית ייחודית - Smart Agri PV) SAPV) הכוללת פנלים סולאריים ניידים המשלבים אלגוריתם וחיישני IoT. מערכות חכמות אלו מנהלות ביעילות את עוצמת הקרינה הנדרשת לגידול יבול מיטבי על ידי שליטה במיקום ובזוית ההטיה של הפנלים הסולאריים באופן רציף ודינמי לאורך כל שעות השמש.

יתרונות טכנולוגיית Agri-PV של Agrilight

• טכנולוגיית SAPV חדשנית הנותנת מענה לתחרות על משאב השמש בין החקלאות לייצור האנרגיה והעונה לאתגר הקיים במערכות ה-  Agri-PV המתחרות. הפתרון של אגרילייט הוא  פתרון ה-APV היחיד כיום המשפר בו זמנית גם את איכות היבול החקלאי וגם את תפוקת האנרגיה הסולארית.
• טכנולוגיית ה-APV של Agrilight מאפשרת תנועה אופקית של לוחות PV על מסילות מעל העצים, כדי לנהל ביעילות הצללה בין שורות העצים ומעברי השירות.
• המערכת של אגרילייט מאפשרת להסיט הצל המוטל מהפנלים הסולאריים מהעצים למעברים בין העצים לאפשר לקרינת השמש להגיע ליבולים מחד והסטת הצל חזרה לעצים כאשר קרינת השמש גבוהה מדי או במזג אוויר חם מאידך.
• המערכת של אגרילייט מגינה על הגידולים החקלאיים במצבי קיצון של מזג אוויר, הפנלים הסולאריים מסוככים את העצים במצבי קרה, חמסין, גשם, ברד ושלג.
• המערכת עוקבת אחר תנועת השמש על מנת לייעל את ייצור החשמל.
• קניין רוחני המוגן בפטנטים.

לוחות ה-PV מותאמות בצורה דינמית אופקית לאורך כל היום כדי להבטיח שאור השמש יגיע לעצים ושהצל מלוחות ה-PV ייפול על מעברי השירות, כתלות בתנועת השמש.

טכנולוגיית Agri-PV של Agrilight מספקת הגנה מפני תנאי מזג אוויר קיצוניים

* רוב הפגיעות בגידולים החקלאיים נובעים ממצבי קיצון של מזג אוויר.

• הגבלת עודף קרינת השמש וטמפרטורות גבוהות: הצללה מבוקרת יכולה להפחית את טמפרטורת העצים בעד 5° צלסיוס.
• הפחתת סיכוני כפור: ניתן להזיז את הפנלים הסולאריים בצורה אופקית מעל העצים כדי לשמש כשמיכה תרמית המגנה על הגידולים מפני קרה וכפור, פעולה זו מגדילה את טמפרטורת העצים בעד 3° צלסיוס.
• חיסכון במי השקיה: הפחתה של 30-40% באידוי המים.

מקסום ייצור אנרגיה מבלי לפגוע ביבולים:

שילוב של תנועת עקיבת שמש סיבובית עם תנועה ליניארית, תמקסם את ייצור האנרגיה מבלי לפגוע באיכות היבול ובתפוקה:

• מערכת עקיבת שמש חד צירית יכולה להגדיל את ייצור החשמל בעד 30% בהשוואה למערכות סטטיות. גודל השיפור תלוי  במיקום הגיאוגרפי, באזימוט של שורות העצים ובזווית ההטיה של הפנלים הסולאריים.

• על מנת שלא לפגוע בגידולים, התנועה הליניארית של תסיט את הצל הנופל מלוחות ה-PV שעל העצים אל המעברים בין העצים.

יישום נתונים בזמן אמת:

אלגוריתם השליטה החכם Agri-PV (ASPV)

אופטימיזציה באמצעות פלטפורמת Agri-PV (SAPV) חכמה:

סיקור תקשורתי