Một nhóm các nhà khoa học từ Đại học Córdoba đã công bố nghiên cứu cho thấy việc tích hợp công nghệ agrivoltaic – kết hợp sản xuất nông nghiệp và năng lượng mặt trời – không chỉ khả thi mà còn mang lại hiệu quả vượt trội so với thực hiện riêng lẻ từng hoạt động.

Mô hình tích hợp nông nghiệp và năng lượng sạch

Nghiên cứu tập trung vào việc lắp đặt các tấm pin mặt trời xen kẽ trong các cánh đồng ô liu được trồng theo hàng rào (hedgerow plantations). Kết quả cho thấy mỗi hecta đất có thể sản xuất trung bình 789 kg dầu ô liu và 891 MWh điện mỗi năm.

Theo các nhà khoa học, sự kết hợp này mang lại mối quan hệ đôi bên cùng có lợi. Các tấm pin mặt trời tạo bóng mát, giúp giảm tốc độ gió và hạn chế mất nước. Ngược lại, quá trình thoát hơi nước của cây ô liu làm giảm nhiệt độ của tấm pin, qua đó cải thiện hiệu suất sản xuất điện.

Cách tiếp cận tối ưu hóa sử dụng đất

Mô hình nghiên cứu được xây dựng để mô phỏng việc sản xuất dầu ô liu từ các hàng rào cây trồng và sản lượng điện từ các tấm pin mặt trời. Nhờ đó, nhóm nghiên cứu có thể kiểm tra hiệu quả của các thiết kế khác nhau trước khi triển khai thực tế, tiết kiệm thời gian và chi phí.

Mô hình này cho phép điều chỉnh các thông số như chiều cao, chiều rộng và khoảng cách giữa các hàng pin mặt trời nhằm tìm ra thiết kế tối ưu nhất. Kết quả chỉ ra rằng việc giảm khoảng cách giữa các hàng cây và sử dụng các tấm pin nhỏ hơn sẽ tối đa hóa sản lượng dầu ô liu. Trong khi đó, sản lượng điện đạt mức cao nhất khi sử dụng các tấm pin lớn hơn với khoảng cách hàng cây ngắn hơn.

Thách thức trong ứng dụng thực tế

Mặc dù mô hình cho thấy kết quả tích cực, nghiên cứu cũng chỉ ra một số thách thức. Việc tăng mật độ sử dụng đất bằng cách thu hẹp khoảng cách giữa các hàng cây và tăng kích thước tấm pin có thể làm phức tạp công việc quản lý nông trại, chẳng hạn như việc tiếp cận máy móc nông nghiệp.

Các nhà khoa học nhấn mạnh rằng chìa khóa thành công nằm ở sự cân bằng giữa nông nghiệp và năng lượng. Việc tối ưu hóa thiết kế agrivoltaic cần cân nhắc cả sản lượng dầu, sản lượng điện, và khả năng quản lý thực tế.

Kết luận: Mô hình "thắng lợi kép"

Nghiên cứu cho thấy tích hợp nông nghiệp và năng lượng mặt trời không chỉ giải quyết bài toán sử dụng đất mà còn đáp ứng đồng thời hai nhu cầu cấp bách: năng lượng sạch và thực phẩm. Công nghệ agrivoltaic hứa hẹn sẽ là giải pháp tiên phong trong việc sử dụng hiệu quả tài nguyên đất, đồng thời giảm áp lực cạnh tranh giữa nông nghiệp và năng lượng trong tương lai.

Kim Anh (Theo Interesting Engineering)