Menggabungkan panel surya dan pohon jeruk mandarin di lahan yang sama. Ini bukan lagi ide futuristik, tetapi realitas yang sedang diuji di Llíria (Valencia). Di sebuah perkebunan jeruk yang sedang berproduksi penuh, pembangkit listrik agrivoltaik percontohan pertama yang menggunakan pohon jeruk mandarin di Komunitas Valencia telah dibangun, sebuah instalasi yang bertujuan untuk menunjukkan apakah mungkin untuk menghasilkan energi terbarukan tanpa mengorbankan profitabilitas budidaya jeruk.
Pengalaman ini muncul pada saat ketika Daerah pedesaan Valencia menghadapi kenaikan biaya energi.Persyaratan lingkungan yang semakin ketat dan kebutuhan untuk mempertahankan daya saing tanaman ikonik seperti buah jeruk menghadirkan tantangan. Agrivoltaik tampak sebagai penyelamat potensial, tetapi banyak pertanyaan yang masih belum terjawab: apa yang terjadi pada kualitas buah, bagaimana perawatan dilakukan, bagaimana bayangan yang dihasilkan oleh panel memengaruhi tanaman, dan apakah model ini layak secara ekonomi bagi petani rata-rata.
Apa itu agrivoltaik dan mengapa hal ini sangat menarik bagi petani jeruk?
Agrivoltaik melibatkan upaya untuk membuat penggunaan lahan pertanian kompatibel dengan penggunaan lainnya. Dengan memasang panel surya fotovoltaik di ketinggian, energi dihasilkan dan tanaman dapat dipelihara di lahan yang sama. Pendekatan ini bertujuan untuk mengatasi dua tantangan global utama sekaligus: meningkatkan produksi energi terbarukan dan memastikan ketahanan pangan tanpa memperluas lahan pertanian.
Meskipun konsep tersebut mulai dieksplorasi pada tahun 80-an, Sebagian besar proyek agrivoltaik yang sudah mapan berfokus pada tanaman hortikultura atau tanaman berbatang pendek.di mana pemasangan struktur rendah relatif mudah dilakukan. Di sana, telah terbukti bahwa, dengan desain yang baik, panel-panel tersebut tidak selalu mengurangi produksi pertanian, dan bahkan dapat memberikan manfaat seperti... tekanan termal yang lebih rendah atau konservasi air.
Sebaliknya, Pada tanaman berkayu seperti buah jeruk, praktis tidak ada pengalaman nyata sama sekali. Sampai saat ini, kendala utama adalah kebutuhan akan struktur yang sangat tinggi untuk menghindari halangan terhadap pohon, yang meningkatkan biaya awal dan mempersulit desain. Selain itu, pengelolaan agronomi (perawatan, pemangkasan, panen) lebih kompleks, dan terdapat ketidakpastian yang lebih besar tentang dampak naungan terhadap kualitas dan ukuran buah.
Di Komunitas Valencia, tempat Pohon jeruk dan mandarin merupakan bagian penting dari lanskap dan perekonomian.Kurangnya data ini merupakan masalah serius: banyak proyek didekati dari perspektif energi, tetapi tanpa bukti kuat tentang bagaimana buah jeruk akan bereaksi terhadap instalasi semacam itu dalam jangka panjang.
Jurusan Agrivoltaik Universitas Politeknik Valencia (UPV) Alat ini diciptakan justru untuk mengisi kesenjangan pengetahuan ini, dengan fokus yang sangat jelas: untuk mengukur secara ketat apa yang terjadi ketika pembangkit listrik fotovoltaik dikombinasikan dengan tanaman jeruk dalam produksi, dan melakukannya dalam kondisi operasi nyata.
Pembangkit listrik agrivoltaik pertama di antara pohon jeruk mandarin di Llíria.
Proyek unggulan dari bidang pekerjaan ini adalah Pembangkit listrik agrivoltaik percontohan yang dipasang di perkebunan jeruk mandarin Tango Gold. di kotamadya Llíria. Ini adalah pohon-pohon berusia sekitar empat tahun, sudah dalam fase produktif, milik perusahaan Agro Cycle Life, yang mengkhususkan diri dalam pertanian 4.0 dan manajemen data tingkat lanjut.
Sebidang lahan seluas kurang lebih 500 m² telah disiapkan. Instalasi fotovoltaik 30 kWpStruktur yang dirancang khusus untuk tanaman ini memiliki ketinggian sekitar 5,5 meter untuk menghindari gangguan terhadap pertumbuhan pohon jeruk mandarin dan memungkinkan pekerjaan pertanian rutin. Detail ini sangat penting: menaikkan panel setinggi itu secara signifikan meningkatkan biaya proyek, tetapi ini adalah satu-satunya cara agar pohon dan mesin dapat hidup berdampingan dengan panel tersebut.
Tumbuhan tersebut terbagi menjadi tiga blok eksperimental yang dibedakan dengan jelas: satu baris dengan struktur tetap, baris lain dengan struktur bergerak yang dilengkapi dengan pelacak surya (agritracker), dan zona kontrol ketiga tanpa panel. Desain ini memungkinkan perbandingan langsung tentang apa yang terjadi di bawah setiap konfigurasi dan terhadap tanaman yang identik tetapi tanpa naungan atau struktur di atasnya.
Bagian-bagian dengan panel telah dipasang. lempeng bifasialMampu menangkap radiasi dari permukaan atas dan bawah. Hal ini sangat menarik di lingkungan pertanian, di mana cahaya yang dipantulkan oleh tanah dan vegetasi dapat digunakan untuk meningkatkan produksi listrik tanpa memerlukan lahan tambahan.
Instalasi ini juga dirancang sebagai Pembangkit listrik untuk konsumsi sendiri bagi pertanian itu sendirisehingga energi yang dihasilkan terutama digunakan untuk memenuhi kebutuhan seperti irigasi dan konsumsi pertanian lainnya. Hal ini memungkinkan analisis simultan baik aspek agronomi maupun energi, dan penilaian apakah secara keseluruhan sistem tersebut meningkatkan laporan laba rugi pertanian.
Sebuah proyek kolaboratif antara universitas, perusahaan, dan petani irigasi.
Pabrik Llíria bukanlah inisiatif yang terisolasi, melainkan bagian dari proyek yang lebih luas. perjanjian kolaborasi luas dari Kursi Agrivoltaik UPV, di mana entitas terkemuka dari sektor energi dan pertanian berpartisipasi. Ini termasuk EMIN Energy, Fundación Elecnor, VAO Sistemas, GSFI Energía, Gestión y Administración Técnica Agraria, dan Komunitas Irigasi Llíria.
EMIN Energy bertanggung jawab atas rekayasa dan desain teknisnya. Instalasi ini melibatkan penerjemahan kebutuhan agronomi dan eksperimental ke dalam solusi fotovoltaik yang konkret. Konstruksi dilakukan oleh Ruano, sebuah perusahaan yang mengkhususkan diri dalam jenis instalasi ini, sementara Agro Cycle Life menyumbangkan lahan pertanian yang sudah ada dan keahliannya dalam manajemen data pertanian.
La Komunitas Irigasi Llíria Organisasi ini memainkan peran kunci sebagai pemilik lahan dan sebagai aktor perwakilan di sektor irigasi wilayah tersebut. Presidennya, José Alfonso Soria—yang juga menjabat sebagai ketua Federasi Komunitas Irigasi Komunitas Valencia (FECOREVA)—telah menekankan nilai strategis proyek ini dalam mengantisipasi tantangan sektor tersebut dan mengeksplorasi solusi yang nantinya dapat diterapkan pada pertanian lain.
Atas nama Universitas Politeknik Valencia, Rektor José E. Capilla menekankan bahwa proyek percontohan ini akan menghasilkan informasi yang “solid, orisinal, dan bermanfaat”. untuk pengambilan keputusan di sektor jeruk Valencia. Universitas menyediakan tim peneliti, infrastruktur ilmiah, dan kapasitas analitis yang diperlukan untuk mengubah data yang dikumpulkan menjadi pengetahuan yang dapat diterapkan.
Dalam menjalankan proyek sehari-hari, nama-nama seperti Zulema Sousa, ahli agronomi dan kandidat doktor. dan peneliti di Kursi Agrivoltaik dan anggota EMIN Energy, dan César González Pavón, PhD di bidang Teknik Pertanian dan profesor madya di Departemen Fisika Terapan di UPV. Keduanya merupakan bagian dari tim peneliti yang merancang pengujian, menentukan variabel yang akan diukur, dan menafsirkan hasil awal.
Apa yang sedang diteliti di pembangkit listrik agrivoltaik terkait jeruk mandarin?
Inti ilmiah dari proyek ini adalah tesis doktoral Zulema Sousa, yang berjudul... “Analisis interaksi instalasi agrivoltaik pada tanaman jeruk yang sudah mapan”Tujuan mereka adalah untuk mendapatkan data yang kuat yang memungkinkan mereka menjawab pertanyaan besar: dapatkah kebun jeruk mandarin yang berproduksi penuh hidup berdampingan dengan struktur fotovoltaik tinggi tanpa kehilangan profitabilitas agronomis dan komersial?
Untuk ini, Sistem sensor canggih sedang dikerahkan. Alat ini akan terus menerus merekam variabel mikroklimat, energi, dan agronomi di tiga area percobaan (kontrol, struktur tetap, dan struktur bergerak). Di antara hal-hal lain, alat ini akan mengukur iradiasi aktual yang mencapai tanaman, suhu dan kelembapan udara dan tanah, kecepatan angin, dan aliran energi dari instalasi fotovoltaik.
Dari aspek pertanian murni, Hasil panen dalam kilogram dan kualitas buah akan dianalisis secara rinci.Ukuran, perilaku pasca panen, dan nilai komersial akan dipelajari. Pertumbuhan vegetatif pohon, keseimbangan airnya, dan kemungkinan perubahan dalam pengelolaan irigasi juga akan diperiksa—aspek-aspek yang sangat sensitif di iklim Mediterania dengan musim panas yang semakin panas.
Bagian penting lainnya dari penelitian ini adalah untuk memverifikasi kesesuaian tugas pertanian dengan strukturAplikasi perlindungan tanaman (misalnya, dengan drone), pemangkasan, panen, lewatnya mesin ringan, dll. Beberapa produk perlindungan tanaman dapat merusak atau mengotori panel, dan setiap komplikasi tambahan dalam pekerjaan lapangan dapat mengakibatkan biaya yang lebih tinggi dan kurang menarik bagi petani.
Dari perspektif energi, Produktivitas instalasi (30 kWp) akan dievaluasi. Dalam hal produksi tahunan, efisiensi panel bifacial di lingkungan pertanian, pemeliharaan, dan potensi masalah khusus dalam konteks pertanian (debu, kelembaban, benturan tak sengaja, dll.). Semua ini dengan tujuan untuk memperkirakan bagaimana pendapatan energi mengimbangi investasi dan biaya operasional.
Peran desain: pertama budidaya, kemudian piring
Salah satu gagasan kunci yang diulang-ulang oleh tim peneliti adalah bahwa Keberhasilan instalasi agrivoltaik pada pohon jeruk sangat bergantung pada desainnya.Ini bukan tentang mengkloning taman surya konvensional dan menanamnya di lahan pertanian, tetapi tentang menyesuaikan solusi fotovoltaik dengan tanaman, lahan, dan iklim, dan bukan sebaliknya.
Di Llíria, opsi yang dipilih adalah struktur hingga 5,5 m Hal ini bertujuan untuk menghormati pertumbuhan pohon jeruk mandarin dan menghindari gangguan langsung pada tajuk pohon. Selain itu, area dengan pelacak surya (agritracker) dapat diposisikan hampir vertikal pada waktu-waktu tertentu, misalnya, selama aplikasi drone, untuk meminimalkan gangguan pada perawatan fitosanitari.
Penggunaan teknologi pertanian 4.0 oleh Agro Cycle Life dan perusahaan seperti GOTA —tempat César González bekerja, yang mengkhususkan diri dalam solusi irigasi— memungkinkan menyesuaikan pengelolaan air dan input dengan kondisi iklim mikro yang baru. yang dihasilkan oleh sensor. Tujuannya adalah untuk memanfaatkan data sensor sebaik mungkin sehingga petani dapat membuat keputusan yang tepat, bukan asumsi.
Rektor UPV bersikeras bahwa Proyek ini tidak hanya bertujuan untuk menunjukkan bahwa agrivoltaik secara teknis dimungkinkan.Namun, penelitian ini bertujuan untuk memverifikasi apakah hal tersebut menawarkan keunggulan nyata dalam hal daya saing dan ketahanan dalam menghadapi skenario harga energi yang tinggi dan perubahan iklim yang semakin nyata.
Dalam hal ini, desain tersebut juga mempertimbangkan kemudahan perawatan dan daya tahan instalasiStruktur yang ditinggikan memang lebih mahal, tetapi jika terbukti memungkinkan kompatibilitas yang tepat antara budidaya dan energi selama bertahun-tahun, keseimbangan ekonomi dapat bergeser mendukung model ini, terutama jika formula kolaboratif diusulkan antara pemilik lahan pertanian dan investor energi.
Naungan, panas, dan kualitas buah: hal-hal yang masih belum pasti.
Salah satu aspek paling rumit dari penelitian ini adalah Efek panel peneduh pada jeruk mandarin Tango Gold.Terdapat hipotesis yang menunjukkan bahwa, selama periode stres panas tinggi di musim panas, pengurangan radiasi langsung tertentu dapat berdampak positif, mengurangi kerusakan buah dan memperbaiki keseimbangan air pohon.
Zulema Sousa mencatat bahwa beberapa penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa Varietas ini dapat mentolerir, dan bahkan menyukai, perlindungan tertentu. selama gelombang panas. Namun, hingga saat ini belum ada data spesifik tentang tanaman jeruk di bawah struktur agrivoltaik; oleh karena itu, proyek Llíria sangat relevan sebagai lahan uji coba di dunia nyata untuk mengkonfirmasi atau membantah hipotesis ini.
Bagi César González, titik kritisnya bukan hanya total produksi dalam kilogram, tetapi ukuran dan kualitas komersial buah tersebutJika naungan tersebut mengurangi ukuran buah atau mengubah karakteristiknya dengan cara yang merugikan pasar, instalasi tersebut akan kehilangan tujuannya dari sudut pandang petani, betapapun baiknya instalasi tersebut berfungsi dalam hal efisiensi energi.
Pengaruh bayangan juga akan dianalisis. pertumbuhan vegetatif, pembungaan, dan pembentukan buahPerubahan distribusi cahaya di dalam tajuk pohon dapat memodifikasi struktur pohon, ventilasi, dan kemunculan beberapa hama atau penyakit, yang pada gilirannya akan memengaruhi kebutuhan akan perawatan dan pengelolaan tanaman.
Pada saat yang sama, instalasi ini akan memungkinkan para peneliti untuk mempelajari apakah kombinasi naungan parsial dan energi fotovoltaik membantu untuk mengurangi beberapa dampak perubahan iklim Mengenai buah jeruk, seperti suhu ekstrem atau kekurangan air. Jika sinergi positif ditunjukkan di bidang ini, minat sektor ini terhadap agrivoltaik dapat meroket.
Biaya penelitian, model bisnis, dan jangka waktu
Di luar aspek teknis, proyek ini menghadapi tantangan langsung. Isu ekonomi, yang pada akhirnya akan menentukan apakah model ini akan berhasil atau tidak.Struktur tinggi yang dibutuhkan untuk menghindari gangguan terhadap pohon jeruk mandarin merupakan investasi yang signifikan, dan ini memerlukan pertimbangan yang cermat mengenai pembagian peran antara mereka yang menyediakan modal untuk pembangkit listrik fotovoltaik dan mereka yang mengelola operasi pertanian.
César González berpendapat bahwa, dalam skenario komersial di masa depan, Kemungkinan besar investasi pada komponen energi akan dilakukan oleh pengembang tertentu.Petani akan menerima sewa atau kompensasi karena mengizinkan pemasangan di lahan mereka. Kuncinya, dalam hal apa pun, adalah kombinasi energi dan pendapatan produksi pertanian menawarkan pengembalian yang menarik.
Tim peneliti bersikeras bahwa Jawaban cepat tidak dapat diharapkan.Pada tanaman berkayu, efek yang relevan membutuhkan waktu untuk muncul, dan beberapa musim tanam penuh diperlukan untuk menarik kesimpulan yang solid. Mereka menetapkan jangka waktu minimum sekitar dua tahun untuk mendapatkan hasil yang cukup kuat, dan lebih banyak waktu untuk mengkonfirmasi tren yang stabil.
Sementara itu, pabrik percontohan akan beroperasi sebagai infrastruktur penelitian yang stabilProyek ini terbuka untuk pertanyaan dan eksperimen baru yang mungkin muncul di sepanjang jalan. Proyek ini juga merupakan bagian dari tesis doktoral dan kolaborasi universitas-industri yang bertujuan untuk menghasilkan publikasi dan materi teknis untuk sektor tersebut.
Seiring dengan pengalaman ini, Komunitas Valencia terus membuat kemajuan dalam lini inovasi jeruk lainnya, seperti pengembangan batang bawah baru yang toleran terhadap penyakit dan tekanan abiotik. Institut Penelitian Pertanian Valencia (IVIA), misalnya, telah memperkenalkan batang bawah CIVAC 19, hibrida dari jeruk mandarin Cleopatra dan Poncirus trifoliata yang toleran terhadap virus tristeza jeruk (CTV), dengan efek semi-kerdil dan menarik untuk perkebunan intensif dan termekanisasi.
Kemajuan-kemajuan dalam peningkatan genetika seperti ini, beserta proposal-proposal seperti agrivoltaik, Mereka memperkuat komitmen terhadap industri jeruk yang lebih kompetitif dan berkelanjutan.di mana teknologi, penelitian publik, dan kolaborasi dengan perusahaan swasta digabungkan untuk memodernisasi sektor ini tanpa melupakan realitas ekonominya.
Pengalaman di Llíria ditakdirkan untuk menjadi tolok ukur: jika data mengkonfirmasi bahwa pohon jeruk mandarin dapat hidup berdampingan dengan panel surya tanpa kehilangan kualitas atau profitabilitasDan karena energi yang dihasilkan membantu mengurangi biaya irigasi dan pengelolaan, banyak petani akan melihat agrivoltaik sebagai peluang nyata untuk membangun ketahanan dalam menghadapi masa depan yang tidak pasti. Di sisi lain, jika terjadi kerugian signifikan atau komplikasi yang sulit dikelola, sektor ini setidaknya akan memiliki informasi objektif untuk membuat keputusan yang tepat. Pembangkit listrik percontohan ini merupakan langkah penting dalam beralih dari wacana teoretis ke aplikasi praktis dalam integrasi energi surya dan pertanian jeruk di Komunitas Valencia.