تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

تعدُّ الزراعة أحد القطاعات الحيوية التي تعتمد بشكلٍ كبيرٍ على الموارد الطبيعية، مثل: الماء، والطاقة، ومع تزايد الاهتمام بالتنمية المستدامة، وتحقيق الأمن الغذائي، أصبح استخدام الطاقة الشمسية في ريّ الأراضي الزراعية خيارًا جذابًا وفعالًا، حيث تعتبر الطاقة الشمسية وسيلةً مستدامةً وفعالةً من حيث التكلفة لتوليد الطاقة.

وقد أظهرت قدرتها على تلبية احتياجات القطاع الزراعي من الطاقة، وتقدم الطاقة الشمسية فرصةً للمزارعين لتحقيق التوازن بين الإنتاجية والاستدامة، مما يسهم في تعزيز القطاع الزراعي، وتحسين جودة المحاصيل. بفضل تقدم التكنولوجيا، وانخفاض تكلفة الأنظمة الشمسية، أصبح من السهل تبني حلولٍ مستدامة لريّ الأراضي الزراعية باستخدام الطاقة الشمسية.

ويعتبر هذا النهج خطوةً نحو تحقيق الاكتفاء الذاتي في الزراعة، وتحسين كفاءة استخدام الموارد الطبيعية. تهدف هذه المقالة إلى استكشاف فوائد وتطبيقات استخدام الطاقة الشمسية في ريّ الأراضي الزراعية، ودورها في تعزيز الاستدامة، وتحسين إنتاجية القطاع الزراعي. ^[1]

أهمية استخدام الطاقة الشمسية في الزراعة

1- توفير الموارد الطبيعية

يساهم استخدام الطاقة الشمسية في ريّ الأراضي في توفير الموارد المائية والطاقة بشكلٍ فعّال ومستدام.

2- تقليل التكاليف

يعمل نظام الري بالطاقة الشمسية على تقليل تكاليف التشغيل والصيانة مقارنةً بالأنظمة التقليدية التي تعتمد على الديزل أو الكهرباء.

3- الحفاظ على البيئة

يقلل استخدام الطاقة الشمسية من انبعاثات الغازات الضارة، ويساهم في الحفاظ على البيئة، والتنوع البيولوجي.

4- زيادة الإنتاجية

يساعد نظام الريّ بالطاقة الشمسية على زيادة إنتاجية الأراضي الزراعية من خلال توفير الريّ بشكلٍ موثوقٍ وفعال.

5- تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري

الاعتماد على الطاقة الشمسية من شأنه تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري، مما يسهم في تقليل الانبعاثات الضارة.

6- زيادة استدامة الزراعة

استخدام الطاقة الشمسية في ري الأراضي الزراعية يعزّز من استدامة الزراعة، ويحمي الموارد الطبيعية للأجيال القادمة.

7- تعزيز الاستقلالية الطاقية

يساهم استخدام الطاقة الشمسية في ريّ الأراضي في تحقيق استقلالية أكبر في إمدادات الطاقة، وتقليل الاعتماد على الطاقة الخارجية.

8- تحسين جودة المحاصيل

يساهم الري بالطاقة الشمسية في تحسين جودة المحاصيل، وزيادة كفاءة استخدام الموارد المائية. وتعدُّ آلية استخدام الطاقة الشمسية في تجفيف المحاصيل والحبوب الزراعية فعالةً جداً وغير مكلفة. ^[2]

مكونات أنظمة الري باستخدام الطاقة الشمسية

أنظمة الري باستخدام الطاقة الشمسية تتكون عادةً من عدة مكونات تعمل معًا لضمان تشغيلٍ فعال، واستخدامٍ مستدامٍ للموارد الطبيعية، بينما يمكن أن تختلف تلك المكونات بناءً على نوع وحجم النظام، إلا أن العناصر الأساسية تشمل: ^[3]

1- ألواح الطاقة الشمسية

تُعتبر الألواح الشمسية العنصر الأساسي في نظام الريّ بالطاقة الشمسية، حيث تعمل على تحويل ضوء الشمس إلى طاقةٍ كهربائية باستخدام خلايا شمسية. تأتي الألواح الشمسية في مجموعة من الأحجام والأشكال، وتوفر كفاءةً عالية في توليد الطاقة حتى في ظروف الإضاءة المنخفضة.

2- متحكم الشحن (Charge Controller) والأنفيرتر

يعتبر متحكم الشحن جزءًا حيويًا من نظام الريّ بالطاقة الشمسية، حيث يقوم بضبط تدفق الطاقة من الألواح الشمسية إلى البطاريات أو المضخات، ويساعد متحكم الشحن في حماية النظام من التيارات الزائدة، وتحسين كفاءة عملية الشحن، ويستخدم مع المضخات العاملة بالتيار المستمر.

أما الأنفيرترات، فتستخدم مع مضخات التيار المتردد، وتعرف باسم الأنفيرترات الزراعية، وهي مخصصةٌ لتشغيل محركات المضخات والتحكم بها، وتمتاز بقدرتها على تشغيل المضخات مباشرةً على الألواح الشمسية دون الحاجة إلى مدخراتٍ كهربائية.

3- المضخات

تستخدم المضخات لسحب المياه من المصادر المائية، مثل: الآبار، أو البرك لريّ الحقول، ومن هذه المضخات ما هو مصمم بمحركات تيارٍ مستمر، حيث تعمل مباشرةً على طاقة الألواح الشمسية بدون الحاجة إلى وجود أنفيرترات، وإنما منظمات شحن فقط.

ووفقاً لهذا النوع من المضخات تقوم ألواح الطاقة الشمسية بتزويد المضخة بالكهرباء عن طريق منظمات الجهد، لتحافظ على جهدٍ معينٍ على طرفي المضخة، ولا تحتوي أجهزة رفع جهد أو عاكسات للتيار، والنوع الآخر هو المضخات العاملة بمحركات تيارٍ متردد، (وهي نفسها المضخات العاملة على تيار المدينة).

وهنا تستخدم الأنفيرترات (العاكسات) لتشغيل وقيادة هذا النوع من المضخات، ووفقاً لهذا النوع من المضخات تزود الألواح الشمسية الأنفيرترات بالتيار المستمر، وتقوم الأنفيرترات بتحويله إلى تيارٍ متردّدٍ بجهدٍ مماثل لجهد شبكة المدينة، كما تتميز الأنفيرترات الزراعية بقدرتها على تشغيل محركات المضخات تشغيلاً ذا إقلاعٍ ناعمٍ عند بدء كل لعملية التشغيل.

ولا بدّ لنا أن نذكر أنظمة الريّ بالطاقة الشمسية لا تستخدم مدخراتٍ كهربائية للتخزين، إذ أنها تعمل مباشرةً على الطاقة الشمسية، ويعتمد المزارعون على تخزين الماء في خزانات أو برك كبيرة خلال فترة ذروة الطاقة، وإعادة استخدامها في فترات الصباح الباكر أو بعد غياب الشمس، وهذا الأمر يسهم بشكلٍ كبير في تخفيف التكاليف التأسيسية والاستثمارية لهذه الأنظمة.

الخطوات الرئيسية لتحديد حجم نظام ريّ بالطاقة الشمسية  

1- تحديد الارتفاع الديناميكي الإجمالي، ويحسب من نقطة السحب إلى مكان خروج الماء، وتحديد الفاقد الهيدروليكي، ليتمّ اختيار بارمترات المضخة المطلوبة.

2- تحديد معدل التدفُّق اليومي اللازم للماء بما في ذلك اللازم للري والتخزين.

3- تحديد نوع المضخة، يمكنك اختيار مضخة سطحية أو غاطسة، حسب نوع المصدر هل هو بئر أم بركة مثلاً.

4- معرفة أطوال كابلات المضخة، وهل هي بحاجة إلى مرشحاتٍ كهربائية أم لا.

 -5تحديد ما إذا كان تمّ اختيار نظام ثابتٍ للألواح أم نظام متحرك.

6- معرفة عدد ساعات التشغيل اليومي. ^[4]