Fraunhofer Enstitüsü araştırmacıları, tarım güneş enerji sistemlerinde verimliliği artırmak için yeni bir algoritma geliştirdi. Bu algoritma, güneş takip sistemleri kullanarak tarımsal ürünlerin büyümesini optimize ederken, aynı zamanda elektrik üretiminde kayıpları en aza indirmeyi hedefliyor. Almanya’nın güneyindeki Vollmer meyve çiftliği, tarımGES kurulumuyla arazisini çift amaçlı kullanarak hem elma ve armut yetiştiriyor hem de güneşten elektrik üretiyor.
Ekip, gündoğumu boyunca güneş panellerinin konumunu ayarlayan bir sistemle, toplamda 1.5 hektarlık alanda 880 kilovat güneş enerjisi kapasitesine sahip bir tesis kurdu. Hem paneller hem de altında yetişen meyveler için temel kaynak ışıktır. Fraunhofer ISE proje yöneticisi Maddalena Bruno, “Elma ağaçlarının sağlığı ve verimliliği için doğru ışık miktarı kritik öneme sahip” diyor. “Yetersiz ışık büyümeyi yavaşlatırken, aşırı ışık ise ısı stresi ve güneş yanığına yol açabilir.” İklim değişikliği ile birlikte daha uzun güneşli dönemler yaşandığı için ışık yönetimi giderek daha zor hale geliyor.
Bu sorunu çözmek amacıyla, Bruno ve ekibi, elma ağaçlarına doğru miktarda ışık sağlayacak bir yaklaşım geliştirdi. Bu yöntem, sabit gölgeleme oranları yerine, her ağaç gelişim aşaması için özel olarak tanımlanmış hedef değerler üzerine odaklanıyor. Araştırmacılar, her gün hava durumu verilerine ve mikroiklim ölçümlerine dayalı olarak, güneş panellerinin optimal konumunu hesaplıyor. “Diğer birçok sistemin aksine, yalnızca takip sistemini açıp kapatmıyoruz; gerçek matematiksel optimizasyon kullanıyoruz” diye ekliyor Bruno.
Bruno ve ekibi, algoritmayı, Freiburg’daki Agrivoltaics Dünya Konferansı’nda tanıttı. Bu algoritma, hava tahminlerine ve mikroiklim verilerine dayanarak güneş panellerinin yönünü optimize ediyor. Büyüme döneminde herhangi bir ayda meydana gelebilecek beş tipik hava durumu senaryosu simüle ediliyor, bu sayede algoritma koşullara esnek bir şekilde yanıt verebiliyor. Alanında sürekli izleme verileri ile ışık, toprak ve yaprak nemi ve sıcaklığın gelişimini takip edebiliyorlar.
Uygulanan yöntemlerin sonuçları umut verici. Elmalara özel takip ile ağaçlar için hedef ışık değerinin yaklaşık yüzde 90’ına ulaşıldığını belirten Bruno, elektrik verimliliğinde yalnızca yüzde 20’lik bir azalma yaşandığını ifade ediyor. Geleneksel geri izleme stratejisi ise elmalar için istenen ışık değerinin sadece yaklaşık yüzde 50’sini sağlayabiliyor. Bu durum, özel kontrol stratejilerinin tarımsal üretim ile enerji üretimi arasındaki dengeyi önemli ölçüde iyileştirebileceğini gösteriyor. Gelecek adımda algoritmanın, elektrik spot piyasası ile entegre olacak şekilde geliştirilmesi planlanıyor.