Tarım arazileriyle güneş panellerini aynı alanda birleştiren agrivoltaik uygulaması, yazlar daha da ısındıkça hem ürünler hem de tarımda çalışan insanlar için yeni bir serinletme çözümü olarak öne çıkıyor. Princeton University'de doktora adayı Erfan Hosseini ile aynı üniversitede inşaat ve çevre mühendisliği araştırmacısı Eli Bou-Zeid, Journal of Advances in Modelling Earth Systems'de yayımlanan "Food, Energy, and Health Implications of Agrivoltaic Farms" başlıklı çalışmada bu hibrit sistemin etkilerini bilgisayar modeliyle inceledi.
Araştırmacılar, panellerin altında oluşan mikro iklimleri simüle eden bir model geliştirdi. Model, paneller ile toprak ve bitkiler arasındaki hava, ısı ve nem hareketini hesaplayarak bu akışın ürünler, paneller ve tarlada çalışanlar üzerindeki etkilerini ortaya koydu. Hosseini ve Bou-Zeid, "İnsanlar donanıma para harcamadan önce bu fiziği ve yeni tasarım fikirlerini test edebilsin diye bir model oluşturmak istedik" diyor.
Çalışmada, domates tarlalarından alınan verilerle tipik bir New Jersey yaz günü simüle edildi. Açık tarladaki domateslerle güneş paneli gölgesi altında yetişen domatesler karşılaştırıldığında, gölgedeki yaprakların en az 1.84°C daha serin kaldığı, günün en sıcak saatlerinde bu farkın 7.56°C'ye ulaştığı görüldü. Serinleme, yapraklardan günlük su kaybını %22.4, ürün ve toprağın birlikte su kaybını ise %42.6 azalttı.
Bitkilerin buharlaşma-terleme süreci havayı soğuturken panelleri de 5.6°C serinletti; ısıya bağlı verim kayıpları %15 düştü. Gölgedeki domatesler %47 daha az doğrudan güneş ışığı alsa da fotosentezdeki düşüş %31'de kaldı. Araştırmacılar bu oranı beklediklerinden düşük buldu; daha serin mikro iklimin sağladığı faydalar, daha az güneş ışığının yol açtığı üretkenlik kaybını kısmen dengeliyor.
Modelin en dikkat çekici bulgusu, serinletme etkisinin insanlara da uzanması. Domates tarlalarına güneş paneli kurulması, tarım işçilerinin algıladığı sıcaklığı 39°C'den yaklaşık 35°C'ye düşürdü; ortalama sıcaklıkta 4.46°C'lik bir azalma oluştu. Hosseini ve Bou-Zeid, "Dışarıda çalışanlar bu sıcağın yükünü taşıyor ve üretkenliklerindeki düşüş daha geniş sosyo-ekonomik sonuçlar doğuruyor" diyor. "Sonuçlarımız gölgelemenin baskın olduğunu ve termal konforu iyileştirdiğini, işçilerin sağlığını, refahını ve üretkenliğini artırdığını gösteriyor."
Güneş panelleri enerji, ürün ve insanlar için önemli bir iklim çözümü olarak öne çıksa da, tarım arazilerine geniş ölçekte yayılmadan önce artıları ve eksilerinin değerlendirilmesi gerekiyor. Araştırmacılar, agrivoltaik tasarımın her bölgeye uyan tek bir çözüm olmadığını vurguluyor. "Agrivoltaik tasarım herkese uyan tek bir çözüm değil. Bu aracın tam da bu yüzden gerekli olmasının nedeni bu; ilk prototipinizi inşa etmeden önce öğrenmenizi sağlıyor" diyen ikili, modeli gerçek sahalarda denemek isteyen yetiştiriciler ve geliştiricilerle çalışmaya açık olduklarını belirtiyor.
