دفيئة كهروضوئية

الخصائص والفوائد الرئيسية للدفيئة الزراعية الكهروضوئية

مقدمة موجزة عن الدفيئة الزراعية الكهروضوئية 1

الدفيئة الزراعية الكهروضوئية هي دفيئة تجمع بين توليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية، ونظام ذكي للتحكم في درجة الحرارة، وزراعة حديثة ذات تقنية عالية. وتتميز هذه الدفيئة بهيكل فولاذي مغطى بألواح كهروضوئية شمسية، بما يكفل تلبية احتياجات الإضاءة الناتجة عن التوليد الكهروضوئي الشمسي وكذلك احتياجات المحاصيل في جميع أرجاء الدفيئة. ويمكن للكمية المولدة من الطاقة الكهروضوئية الشمسية أن تدعم نظام الري في الدفيئة، وتعزز إضاءة النباتات، وتسد احتياج الدفيئة إلى التدفئة خلال فصل الشتاء، وترفع درجة حرارة الدفيئة، مما يسهم في تسريع نمو المحاصيل.

مزايا الصوب الزراعية الكهروضوئية رقم 2

تُعَدُّ الدفيئة الزراعية الكهروضوئية نمطًا جديدًا من تطبيقات الطاقة الكهروضوئية. وبالمقارنة مع إنشاء محطات طاقة كهروضوئية مركزية ضخمة على الأرض، يتمتع مشروع الدفيئة الزراعية الكهروضوئية بالعديد من المزايا:

1. التخفيف الفعّال من التناقض بين الإنسان والأرض، وتعزيز التنمية المستدامة للاقتصاد الاجتماعي

تستخدم مكوّنات توليد الطاقة الكهروضوئية في البيوت الزراعية سطح هذه البيوت، مما لا يشغل المساحة الأرضية ولا يغيّر طبيعة استخدام الأراضي، وبالتالي يسهم في الحفاظ على الموارد الأرضية. كما يمكن أن يلعب دوراً إيجابياً في معالجة التراجع الكبير في المساحات القابلة للزراعة في ظل الزيادة السكانية الكبيرة بشكل فعّال. ومن ناحية أخرى، تُنشَأ مشروعات الطاقة الكهروضوئية على الأراضي الزراعية المزروعة أصلاً، وهي أراضٍ ذات جودة عالية، الأمر الذي يعزّز تنمية المشاريع الزراعية الحديثة. وإنّ تطوّر الزراعة الحديثة والأنشطة الزراعية الداعمة يسهم في دمج القطاعين الثانوي والثالث مع القطاع الأول، كما يؤدي مباشرةً إلى زيادة دخل المزارعين المحليين.

2. يمكنه إنشاء بيئة مناسبة لنمو المحاصيل المختلفة بمرونة.

من خلال تركيب ألواح شمسية ذات نفاذية ضوئية متفاوتة على الصوب الزراعية، يمكن تلبية احتياجات الإضاءة لمختلف المحاصيل. ويمكن من خلال ذلك زراعة المنتجات الزراعية العضوية والشتلات الثمينة وغيرها من المحاصيل ذات القيمة المضافة العالية، كما يُمكن تحقيق الزراعة خارج موسمها الطبيعي والزراعة عالية الجودة.

3- لتلبية الطلب على الكهرباء الزراعية، تحقيق منافع توليد الطاقة

يمكن لاستخدام توليد الطاقة من الأسطح تلبية الطلب على الطاقة في الصوبات الزراعية، مثل التحكم في درجة الحرارة والريّ والإضاءة وغيرها، كما يمكن ربطها بالشبكة الكهربائية وبيع الطاقة إلى شركات شبكات الكهرباء لتحقيق دخل وتوليد فوائد للمؤسسات المستثمرة.

4. مسار جديد للإنتاج الزراعي الأخضر

مقارنةً بالزراعة التقليدية، تولي هذه النموذج اهتماماً أكبر بدمج العناصر العلمية والتكنولوجية في الإنتاج، وبتحسين عمليات التشغيل والإدارة، وبتعزيز جودة القوى العاملة. وبوصفها نموذجاً جديداً للإنتاج والإدارة الزراعية، فإنها، إلى جانب دفع عملية نشر وتطبيق العلوم والتكنولوجيا الزراعية على المستوى الإقليمي، ستسهم من خلال تحقيق التكامل بين العلوم والتكنولوجيا الزراعية والتصنيع الزراعي في تحويل القطاع الزراعي إلى قطاع رئيسي يسهم في تعزيز الكفاءة الزراعية وزيادة دخل المزارعين على الصعيد الإقليمي.

زرع 3. دفيئة زراعية كهروضوئية

1. المحاصيل ذات القيمة الاقتصادية العالية

يمكن للصوب الزراعية الكهروضوئية أن تُركِّز على تنمية إنتاج الخضروات العضوية ذات الطابع الخاص، وفطريات الطعام، والنباتات الطبية الصينية في البيوت المحمية، مع التطور المعتدل لزراعة الشتلات الزينة، بما يسهم في رفع قيمة الإنتاج لكل وحدة من الأرض والقيمة المضافة للمنتجات الزراعية.

لا يحتاج معظم مراحل نمو الميسيليوم الفطري الصالح للأكل إلى الضوء، وحتى الإضاءة الخفيفة لا تُحدث أي تأثير سلبي؛ ويمكن زراعة أنواع مثل فطر الشيتاكي، وفطر البليورتوس الأستر، وفطر أغاريكوس بيسبوروس، وفطر فلامولينا فيلوتيبس، وغيرها من الأصناف.

وفقاً للاحتياجات المختلفة من شدة الإضاءة، يمكن تقسيم الخضروات إلى خضروات تحتاج إلى إضاءة قوية، وخضروات تُناسبها إضاءة متوسطة، وخضروات تتمتع بمقاومة نسبية للإضاءة الضعيفة. ومن أبرز الخضروات ذات المقاومة المنخفضة للإضاءة: الكرفس، والهليون، والسبانخ، والزنجبيل، والكراث، والخس، والهندباء، والسبانخ المائية، والفطر، وغيرها؛

تشمل الأدوية العشبية الصينية السلبية ومقاومة اليين كلًا من الجينسنغ الأمريكي، والكوبتيس، والكودونوبسيس، والأوفيوبوغون الياباني، والبانكس نوتوجينسينغ، والأتراكتيلودس، والبينيليا، والجاسترديا، والغانوديرما، وغيرها؛

يمكن زراعته في الدفيئة، حيث تُزرَع الشتلات المقاومة للظل، والنباتات المزروعة في أصص، والأزهار، وغيرها.

2، يمكن تطويرها لتصبح زراعة سياحية

استفد من مزايا النقل الجيد والموقع المتميز، واقتنص الفرص الكاملة للاستفادة من الموارد الرئيسية الاثنين، وهما الإنتاج الزراعي والبيئة الإيكولوجية؛ واعتمد على موارد السياحة البيئية مثل الشتلات الزينة؛ وتعاون في تطوير وبناء موارد السياحة الزراعية، مثل إنتاج وقطف الخضروات العضوية وغيرها من المنتجات الزراعية؛ وطوّر أشكالاً متنوعة من مشاريع السياحة الترفيهية والمشاهدة، مثل التجارب الزراعية، مما أسهم في إنشاء زراعة سياحية ذات طابع مميز وعلى نطاق واسع.

4. أشكال البناء

يتمّ أساسًا إنشاء الصوامع الزراعية الكهروضوئية من خلال دمج الصوامع الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة (بما في ذلك مكوّنات توليد الطاقة والوصلات المرنة للهيكل الفولاذي)، بالإضافة إلى عمليات التحوير المهني للصوامع القديمة، وغيرها. وتُصمَّم الصوامع الجديدة عادةً وفقًا لمنهجية الدمج في البناء، كما هو مبيّن في الشكل أدناه.

يمكن اختيار مكوّنات توليد الطاقة في الدفيئة من بين المكوّنات ذات الغشاء الرقيق، ومكوّنات السيليكون متعدد البلورات، ومكوّنات السيليكون أحادي البلورة. وبالمقارنة مع الدفيئات العادية، فإن الهيكل الإنشائي المصنوع من الفولاذ في الدفيئات الكهروضوئية أكثر تعقيداً، كما أن تكلفته أعلى نسبياً مقارنةً بتكلفة الدفيئات العادية.

توليد الطاقة في الدفيئة الكهروضوئية رقم 5

1. توليد الطاقة

تُصمَّم الصوبات الزراعية الكهروضوئية عادةً بحيث تُقام صوبة كهروضوئية واحدة لكل مُو من الأرض، وتبلغ مساحتها نحو 60 م × 8.5 م، ويمكن تجهيز كل صوبة بقدرة توليد تقارب 60 كيلوواط. واستناداً إلى موارد الطاقة الشمسية في ويهاي، يبلغ عدد ساعات الإنتاج السنوي حوالي 1274 ساعة. وإذا أخذنا قدرة التثبيت البالغة 20 ميجاواط كمثال، فإن متوسط الإنتاج السنوي يبلغ نحو 25.48 مليون كيلوواط/ساعة، فيما يصل إجمالي الإنتاج على مدى 25 عاماً إلى 63,700 مليون كيلوواط/ساعة.

2. سعر الكهرباء والدعم

هناك طريقتان لاستغلال الطاقة المنتجة من الصوبات الزراعية الكهروضوئية: الأولى هي إنشاء محطة كهروضوئية موزعة على نطاق صغير (مثلاً بقدرة أقل من 6 ميغاواط)، حيث تُستخدم الفائض من الكهرباء المولدة ذاتياً لغايات الاستخدام الذاتي في ربطها بالشبكة الوطنية، ويتم بيع الكهرباء المنتجة إلى مستخدمي الصوبات الزراعية أو إلى مستخدمين آخرين وفقاً لسعر البيع المعتمد لدى شبكة الكهرباء. أما الكمية المتبقية من الكهرباء فتُدمَج في الشبكة الوطنية، مع إمكانية الحصول على دعم قدره 0.42 يوان لكل واط من إجمالي الكهرباء المولدة. والثانية هي الربط المباشر بالشبكة على نطاق واسع، حيث يُحتسب سعر الكهرباء الموردة للشبكة وفقاً لوثيقة «لو بيس يي فا [2013] رقم 119»، ويُحدَّد سعر الكهرباء الموردة للشبكة بالنسبة للمحطات الكهروضوئية التي تم ربطها بالشبكة خلال الفترة من عام 2013 حتى عام 2015 بمقدار 1.2 يوان لكل كيلوواط ساعة (شاملاً الضريبة، والأمر نفسه فيما يلي). كما يمكن التقدم بطلب للحصول على الدعم الوطني المخصص لتكامل أنظمة الطاقة الكهروضوئية مع المباني.

يمكن للمشاريع الزراعية أيضًا التقدّم بطلبات للحصول على إعانات ودعم مالي مخصّص للمشاريع الزراعية ذات الصلة، مثل مشروع إنتاج الفواكه والخضروات ضمن برنامج «سلة الخضروات» الذي تُشرف عليه كلٌّ من دائرة الزراعة ودائرة المالية في مقاطعة شاندونغ. بالإضافة إلى ذلك، إذا لم يتجاوز حجم المشروع الموزَّع 20 ميجاواط، فيجوز ربطه بشبكة الكهرباء وفقًا لسعر الكهرباء المرجعي المحلي للطاقة الكهروضوئية، كما يُسمح بإدراج هذا المشروع ضمن مؤشرات التحكّم بالحجم المحدَّد لمشاريع الطاقة الكهروضوئية الموزَّعة.

تحليل الفوائد لمحطة توليد الطاقة رقم 6

وبالأخذ بمشروع كهروضوئي بقدرة 20 ميجاواط كمثال، يشمل محتوى الإنشاء الخاص بالدفيئة الكهروضوئية: تكلفة إنشاء وتركيب النظام الكهروضوئي، وتكلفة أرض المشروع، وتكلفة إنشاء هيكل الدفيئة الزراعية، بالإضافة إلى تكلفة نظام الربط بالشبكة، لتبلغ التكلفة الإجمالية نحو 12,470 يوانًا لكل كيلوواط.

إعداد معلمات الحساب: مع الأخذ في الاعتبار تكلفة إيجار الأرض، والتي تبلغ 1200 يوانًا لكل مو سنويًا؛ وسعر الكهرباء، الذي يبلغ 1.2 يوانًا لكل كيلوواط ساعة؛ يبلغ إجمالي الاستثمار الديناميكي للمشروع 249.4102 مليون يوان، وإجمالي ضريبة المبيعات والرسوم الإضافية 11.6032 مليون يوان، وإجمالي ضريبة القيمة المضافة المدفوعة 133.2802 مليون يوان.

باستخدام المعلمات المذكورة أعلاه، تكون النتائج كما يلي:

بعد الانتهاء من إنشاء الدفيئة، يُفترض أن يبلغ دخل الإيجار 1200 يوان لكل مو سنويًا، وأن يبلغ معدل العائد الداخلي قبل خصم الضرائب وقبل تمويل المشروع 8.93%، بينما يبلغ معدل العائد الداخلي بعد خصم الضرائب على رأس المال 10.70%. وتبلغ فترة الاسترداد 10.11 سنوات.

بعد الانتهاء من إنشاء الدفيئة، والتي لا تُؤجَّر، يبلغ معدل العائد الداخلي قبل الضريبة على التمويل المشروع 8.55%، فيما يبلغ معدل العائد الداخلي بعد الضريبة على رأس المال 9.43%، ويبلغ فترة استرداد الاستثمار 10.39 عاماً.

إذا أمكن ربط مشروع توليد الطاقة بالكامل بالشبكة، فستظل المنشأة قادرة على الحفاظ على معدل عائد داخلي يتجاوز 8% بعد سداد تكلفة أرض الدفيئة الكهروضوئية.

7. الخاتمة

خلاصة القول، إن الدفيئة الزراعية الكهروضوئية تمثل شكلاً جديداً من أشكال الاستخدام الشامل للأراضي، وهي نتاج التكامل الوثيق بين الزراعة الحديثة والطاقة النظيفة. ويحقق هذا المشروع توفيرًا في المساحة الأرضية، ولا يُغيّر صفة الأرض، كما يتيح الاستفادة ثلاثية الأبعاد من الفضاء، وتوليد كهرباء نظيفة، وزيادة حصة الطاقة المتجددة في مزيج إمدادات الطاقة، بما يعود بفوائد ثنائية على المستويين الاقتصادي والبيئي.

يمكن لاستخدام البيوت الزجاجية الكهروضوئية أن يعزّز الإنتاج الزراعي الأخضر ويحقق زراعةً إيكولوجيةً دائريةً علميةً وفعّالة. كما يمكن تطوير مشروع البيوت الزجاجية الكهروضوئية ليصبح قاعدةً حديثةً للتنشيط الزراعي والتثقيف، تدمج بين الأنشطة الزراعية والتجارب العلمية والتكنولوجية، بما يسهم في تعظيم أثر التجمعات الصناعية، وتعزيز الاقتصاد الإقليمي، وإنشاء نموذجٍ وواجهةٍ للزراعة ذات الخصائص المحلية على مستوى المحافظات والمدن.