Yakın zamanda Journal of Photonics for Energy’de (JPE) yayınlanan bir çalışma, güneş paneli konumlandırmasının nasıl optimize edilebileceğine dair değerli bilgiler sunuyor. Araştırma, Almanya’nın güneybatısındaki elma bahçelerine odaklanıyor, ancak bulgular çeşitli tarımsal ortamlara geniş ölçüde uygulanabilir nitelikte. Çalışma, bitkilerin ışık ihtiyaçlarına dayalı olarak güneş paneli konumlandırmasını dinamik olarak optimize etmek için yeni bir metodoloji öneriyor. Geleneksel gölgeleme stratejilerinin aksine, bu yeni yaklaşım, farklı bitki çeşitlerinin spesifik ışık gereksinimlerini karşılamak için belirli ışınım hedefleri kullanıyor. Araştırma ekibi, APyV adlı özel bir araç kullanarak, farklı güneş paneli pozisyonlarının bitkiler için ışık mevcudiyetini nasıl etkileyeceğini değerlendirmek üzere simülasyonlar gerçekleştirdi.
APyV, gelişmiş ışın izleme tekniklerini kullanarak, güneş radyasyonunun dağılımını ve bunun hem fotovoltaik paneller hem de alttaki bitkiler üzerindeki etkisini değerlendiriyor. Araç, tarımsal güneş enerjisi sistemlerinin tasarım optimizasyonunu, temel performans göstergelerine, farklı bitki modelleriyle arayüze ve özel bitkilerin entegre simülasyonuna dayalı olarak otomatikleştiriyor. Bu, bitkilerin aldığı ışığın doğrudan hesaplanmasına ve bunun genel tarımsal güneş enerjisi sistemleri üzerindeki etkisinin daha doğru bir şekilde simüle edilmesine olanak tanıyor.
Vaka çalışmasının sonuçları, özelleştirilmiş güneş paneli kontrolü ile elma ağaçlarının ihtiyaç duyduğu ışığın yıl boyunca yüzde 91’inin sağlandığını ve bununla birlikte güneş enerjisi üretiminde sadece yüzde 20’lik ılımlı bir azalma olduğunu ortaya koydu. Ancak, çalışma aynı zamanda elma ağaçlarının ışık gereksinimlerinin tam olarak karşılanmadığı dönemleri de belirledi ve bu da aynı anda hem bitki hem de enerji performansını optimize etmenin zorluklarını gösterdi. Bu sınırlamalara rağmen, çalışma gelecekteki araştırmalar için güçlü bir temel oluşturuyor ve bu konuda halihazırda devam eden çalışmalar bulunuyor.
Çalışmanın yürütücüsü ve Fraunhofer ISE’de doktora adayı olan Maddelena Bruno, “Çalışmamız, güneş enerjisi ve tarımın birleşiminin, hava koşulları, bitki türleri ve onların büyüme aşamalarına dayalı olarak güneş panellerinin pozisyonunu ayarlayan akıllı PV-izleyiciler ile geliştirilebileceğini gösteriyor. Bu yaklaşım, fotosentez için mevcut olan ışık ile elektrik üretimi için mevcut olan ışık arasında optimal bir denge sağlar.” açıklamasını yapıyor.
Bu bulgular, tarım ve enerji üretimini entegre eden sistemlerin gelecekte nasıl daha verimli hale getirilebileceğine dair önemli bilgiler sunuyor. Akıllı izleme teknolojilerinin kullanımıyla, hem tarımsal verimlilik hem de temiz enerji üretimi optimize edilebilir, böylece sürdürülebilir bir geleceğe katkı sağlanabilir.
