Bundan 10 yılı aşkın bir süre önce, dönemin bakan yardımcısı Murat Mercan’a ‘teorik olarak mümkün’ diye açıkladığım bir iş modeli bugün gerçek oldu. Artık güneş enerjisi ve tarımın sinerjisi sonucunda aynı arazi üzerinde hem güneş enerjisiyle elektrik üretebilirsiniz hem de tarım yapabilirsiniz. Sektörde AgriPV olarak adlandırdığımız bu yeni iş modelini size bu yazımda ana hatlarıyla anlatacağım.

Amerika Birleşik Devletleri’nde bir konferansta, hükümette birçok farklı bürokratik rolden sonra bakan yardımcısı olmuş Murat Mercan ile tanışmıştım. O dönemde daha yeni yeni filizlenen güneş enerjisi konusu açıldı. Konuşma sırasında Murat Mercan tarım dışı yazı almanın ne denli önemli olduğunu ve güneş enerjisini tarım alanlarından uzak tutmak gerektiğini vurguladı. Esasında Murat Mercan o dönemde sektöre emek veren herkesin hep bir ağızdan söylediği retoriği tekrar ediyordu: Güneş enerjisini tarım alanlarından uzak tutun.

Bu konuşmalar olurken, sektöre büyük emek veren ve vermeye hazır bir kişi olarak, ne yalan söyleyeyim, biraz kafa bozuldu. Güneş enerjisinin böyle “tu kaka” muamelesi görmesi hiç hoşuma gitmiyordu. Sonra bir anda kafamda bir resim canlanmaya başladı. O resimde yükseltilmiş konstrüksiyonun üzerine güneş panellerini yerleşmiş şekilde gördüm altında da tarım yapılıyordu.

Bakan yardımcısı ile diyaloğumuz

Bu resmi kafamda canlandırır canlandırmaz, Murat Bey’le konuşmaya başladım ve aramızda şöyle bir diyalog geçti:

– Teorik olarak güneş enerjisiyle tarım bir arada yapılabilir.
– Bu nasıl olur?
– Sonuçta tarım da güneş enerjisi de kaynağını güneşten alıyor. İkisinin de kaynağı aynı yerden olduğuna göre güneş enerjisi sistemini yükseltilmiş şekilde koyarsınız, altında da tarım yapmaya devam edersiniz. Burada GES sistemini hangi açıyla yerleştirdiğiniz ve toprağa güneş ışımasının gelmesi önemli.
– İlginç bir fikir. Bu konuda bir çalışma var mı?
– Ben size şu anda aklıma gelen ve teoride mümkün olduğunu düşündüğüm bir konsepti anlattım. Tabii bunun test edilmesi gerekiyor.
– Bu çok enteresan bir çocuk. (Yanındaki diğer bürokratlara dönerek) Bu arkadaşla bir konuşun kafasındakini not edin. Belki ileride bizim prosedürleri yeniden gözden geçirmemiz gerekebilir.

Bu konuşmadan sonra talimat verdiği kişilere kafamdaki konsepti anlattım ama tabii bunu kim yapacaktı? Böyle ARGE çalışmalarının finansmanı gerekiyordu ve bizim de açıkçası yaptığımız birçok işe ek olarak böyle bir ARGE çalışması yapacak ne vaktimiz ne de ek finansmanımız vardı.

Öngörümü doğrulayan makale

Bu konuşmadan birkaç yıl sonra tarımla güneş enerjisinin bir arada yapıldığını anlatan ve 100 kW’lık bir testin sonuçlarını anlatan bir makale okudum. Daha sonra bu makaleyi tekrar bulamadım ama özetle şu yazıyordu:

• Overhead PV yani yükseltilmiş bir konstrüksiyonun üzerine yapılmış bir GES’te PV panelleri belli bir açıda ve belli aralıklarla dizilmişti.

• Bu çalışmada farklı tarımsal ürünler test edilmişti. Bunu 3 kategoriye ayırmışlardı: Güneşi seven, güneşi orta derecede seven ve güneşi sevmeyen tarım ürünleri.

• Bu 3 kategoriden güneşi orta derecede seven ve güneşi sevmeyen tarım ürünlerinin AgriPV modelinde verimliliklerinin arttığı saptanmıştı.

• Bu 100 kW’lık tesisin modüler olarak büyültülebileceği ve istenilen ölçeğe ulaşılıp büyük tarım arazilerinin böyle GES sistemleriyle üzerlerinin kaplanabileceği ve bunda da büyük bir potansiyel olduğu yazıyordu.

Bugünlerde Fraunhofer ISE Enstitüsü’nün web sitesine baktığımda şöyle bir linke denk geliyorum. Burada AgriPV’nin tarihçesine ve istatistiklerine değinelim: https://www.ise.fraunhofer.de/en/key-topics/integrated-photovoltaics/agrivoltaics.html

Agrivoltaik hakkında iki olgu:

- Yaklaşık küresel kurulu güç: 14 GWp
- Almanya'da yaklaşık teknik potansiyel: 1700 GWp

Bir de son olarak tarım konusunda Almanya’nın en büyük firmalarından biri olan Baywa güneş enerjisi konusunda da oldukça iyi bir konumda. Fraunhofer’e bakmışken, hem tarımda hem de güneş enerjisinde söz sahibi Baywa’nın AgriPV ile ilgili yazdıklarına göz atmak istedim. Bu konuda bu başlangıç yazısına uygun önemli bilgiler paylaşmışlar. Bunları size konuyu netleştirmek için tekrar aktarıyorum (arada benim de bazı eklemelerim var):

Hem tarım, hem temiz enerji

AgriPV ile araziniz aynı anda iki önemli işi yerine getirir: Birincisi, orijinal tarımsal amacını korumak, ikincisi ise temiz enerji üretmek. Ancak çiftçilik çok karmaşık olduğundan, özel sahanıza uyarlanmış bir AgriPV çözümüne ihtiyacınız olacak.

Şu anda en fazla odaklanılan 2 ana AgriPV uygulamasını paylaşalım:

1) Overhead PV (Tepegöz PV): Tarım mahsulleri yükseltilmiş güneş modülleri altında yetiştirilir. Tepegöz PV, meyveler gibi büyüyen mahsullerin üzerine monte edilen yükseltilmiş güneş panellerini kullanır. Güneş enerjisi üretirken aynı zamanda gölgelik sağlar ve ürünlerinizi aşırı hava koşullarına karşı korur.

Güneş panelleri, tarım faaliyetlerinin engellenmeden devam edebilmesi için yeterince yükseğe yerleştirilir. Büyüyen teller ve sulama sistemleri modül sisteminin alt yapısına kolay ve güvenli bir şekilde entegre edilebilir.

Modüllerin şeffaflığı bile her ürün için ideal miktarda ışığın geçmesine izin verecek şekilde uyarlanabilir. Bitki büyümesinin soğutma etkisi, daha iyi enerji verimi sağlar, çünkü güneş panelleri, gelen güneş ışınımı maksimumdayken ve ortam sıcaklığı mümkün olduğu kadar düşük olduğunda en yüksek verimi üretir. Tepegöz PV, bir engel teşkil etmek şöyle dursun, günlük çalışmanıza yeni verimlilikler getirebilir.

Tepegöz PV tarım mahsullerinin üzerini tamamen kaplayabilir. Burada panellerin belli bir oranda şeffaflık içeriyor olması gerekir ki güneş ışıması toprağa kadar insin. Diğer bir yöntem de güneş panellerinin belli bir açıyla araziye yerleştirilmesi ve güneş ışımasının aralardan toprağa ulaşmasının sağlanmasıdır.

2) Interspace PV: Tarım mahsulleri geniş aralıklı zemin seviyesindeki modül sıraları arasında büyüyerek makinelerin geçmesine yer açar.

Küresel gıda talebinin 2050 yılına kadar %50 artması beklenirken, tarım arazilerinin üçte biri bozulma riskiyle karşı karşıya. Gelecek nesiller için verimli toprakları ve sağlıklı tarım alanlarını korumak hiç bu kadar önemli olmamıştı. Interspace PV, bu ekolojik zorlukla başa çıkmanıza yardımcı olacak önemli bir araçtır.

Interspace PV, toprak seviyesindeki modül sıraları arasında buğday, baklagiller gibi mahsulleri, arazi makinelerinin geçebileceği yeterli alana sahip şekilde yetiştiriyor. Tek eksene monte edilmiş yüksek performanslı, iki yüzeyli modüllere sahip Interspace PV takip sistemi tasarımı, gün boyunca maksimum güneş verimi için sabahtan akşama kadar güneşi takip eder.

Interspace PV sabit eğim sistemi tasarımı ise, ülkenizin enlemine göre ideal bir eğimle gelir ve tarla ekiminiz doğu-batı odaklı ise en uygun seçenektir. Tarım alanının özellikle engebeli veya eğimli olduğu durumlarda da takip sistemine tercih edilir.

AgriPV’nin faydaları

1) Mahsul koruma: Dolu, fırtına, kuraklık, yoğun yağış ve sıcak hava dalgaları gibi şiddetli veya aşırı hava olayları giderek daha yaygın hale geliyor. AgriPV sistemlerindeki güneş paneli sıraları ürünleriniz için koruma sağlar. Ayrıca panel şeffaflığı her ürüne uyacak ve büyüme için mümkün olan en iyi koşulları yaratacak şekilde uyarlanmıştır. Bu, özellikle doğrudan güneş ışığını tolere edemeyen bitkiler için faydalıdır.

2) Uzun vadeli iklim direnci: İklim değişikliği, tarımda değerli bitkileri dolu, yağmur veya aşırı güneşe karşı koruyan çeşitli sistemlerin daha fazla kullanılmasına yol açıyor. Genellikle bu sistemlerin her beş ila yedi yılda bir tamamen değiştirilmesi gerekir. Örneğin şiddetli rüzgarların ardından folyoların ve ağların yeniden sabitlenmesi veya onarılması gerekir.

Bu çiftçiler için pahalı ve zaman alıcı bir iş olabilir. AgriPV kısmen kısa ömürlü malzemelerin yerini alır ve aynı faydayı daha uzun hizmet ömrüyle sunar. Bu özellikle modül sıraları arasında geleneksel dolu veya yağmur koruma sistemleriyle birleştirildiğinde geçerlidir.

3) Yaprak ıslaklık sürelerinin azalması: Yarı kapalı AgriPV sistemleri, daha kısa yaprak ıslaklık aşamalarıyla ekim yapmayı mümkün kılar ve ürün sıralarınız için daha iyi havalandırma sağlar. Meyve üretiminde bu sistemlerin pestisit kullanımını azalttığı ve dolayısıyla tarlalardaki biyolojik çeşitliliği iyileştirdiği gösterilmiştir.

4) Verimli su tüketimi: Tarımsal-PV sistemiyle ürünlerinize tam ihtiyaç duydukları miktarda su sağlayabilirsiniz. Panellerin sağladığı orta düzeyde gölge, topraktan buharlaşmanın önlenmesine yardımcı olur ve bitkilerdeki terlemeyi azaltır. Yetiştirdiğiniz mahsullere bağlı olarak tarım sektöründe su tüketimi çok yüksek olabiliyor. AgriPV sistemleri, su mevcudiyetinin düşük olduğu veya güneş ışığının yüksek düzeyde olduğu bölgelerde su tasarrufuna yardımcı olarak önemli katma değer sunar.

5) Büyük arazi potansiyeli: AgriPV başlarda da bahsettiğim gibi doğru şekilde uygulanırsa çok büyük tarım arazilerin enerji üretimi için kullanılması söz konusu olacak. Bu da iklim değişikliğiyle savaşta önemli bir avantaj sağlayacaktır.

6) Kurulu kapasitesi küçük çatı üstü PV projelerinden daha ekonomik: Araziye yayıldığı için bazı sabit giderlerin toplam giderdeki oranının düştüğünü söyleyebiliriz. Dolayısıyla özellikle küçük kurulu kapasitesi olan çatı üstü projelerine göre yatırım meblağı daha azdır. Bu da fizibilite anlamında önemli bir avantajdır.

Karşılaşılabilecek zorluklar

AgriPV’nin faydalarından bahsetmişken Fraunhofer ISE’nin bahsettiği zorluklara da değinelim:

• Tarımsal verimin güvenilir tahminleri
• Tarım türüne göre tesis tasarımının optimizasyonu
• Hayvancılıkla birleştirildiğinde tarımsal tarımın tarımsal ürünler için ana kullanım olarak güvence altına alınması
• Tarımsal verimin güvenilir tahminleri
• Tarım türüne göre tesis tasarımının optimizasyonu
• Hayvancılıkla birleştirildiğinde tarımsal tarımın tarımsal ürünler için ana kullanım olarak güvence altına alınması

Katlanarak artan Agrivoltaik güç

Fraunhofer’in bu bilgilendirmesinden sonra verdikleri istatistiklere de bakalım:

Agrivoltaik teknolojisi son yıllarda çok dinamik bir şekilde gelişti ve dünyanın hemen hemen tüm bölgelerinde bulunabiliyor. Agrivoltaik kurulu güç 2012'de yaklaşık 5 MWp iken, katlanarak atmış ve 2018'de 2,9 MWp’e ulaşmış, 2021'de ise yaklaşık 14 GWp'nin üzerine çıkmıştır. Bu yükselişte bazı endüstri ülkelerinin ulusal finansman programları etkili olmuştur. Ör: Japonya (2013'ten beri), Çin (yaklaşık 2014’ten beri), Fransa (2017'den beri), ABD (2018'den beri) ve en yakın dönemde de G. Kore.

Sonuç olarak artık güneş enerjisi sektöründe bulunanların tüm dünyada kabul gören AgriPV modelini iyi analiz ederek projelerini geliştirmeleri gerekecek. İklim değişikliğiyle mücadelede tüm projelerin hızlanması ve yeni modellerin değerlendirilmesi dileğiyle...