יבול שיא
הרפת והחלב
shutterstock 1058341583

התייעלות אנרגטית במתקנים פוטו וולטאיים באמצעות כיסוי קרקע צמחי

13 דק' קריאה

שיתוף:

ד"ר אגרונום – יובל קיי, דויד מנינגר, גו'ליאן ליף, גיאו טבע ייעוץ סביבתי בע"מ, מחלקת אנרגיה מתחדשת

https://www.geoteva.co.il/ EDF Energy Nouvelles

תקציר

ועידת פריז העולמית לנושא האקלים הביאה להחלטות ממשלה שונות וכתיבת תכנית מתאר ארצית המסדירה תכנון של מתקנים פוטו וולטאיים בשטחים שונים. מכוח תכנית מתאר ארצית 10 /ד/ 10 מוקמים עשרות מתקנים פוטו וולטאיים בימים אלו ועוד עשרות מתקנים נמצאים על שולחנות מוסדות התכנון. על פי דו"ח ראשוני של תכנית האב למשק החשמל צפויים להיות בשנת 2030 כ- 5000-7000 מגה וואט מתקנים של מערכות סולאריות(תובנות ראשוניות מתכנית האב למשק החשמל, 2017).

חברת גיאוטבע, ייעוץ סביבתי בע"מ וחברת EDF-EN אנרגיות מתחדשות, מציעים מחקר הבוחן התייעלות אנרגטית במתקנים סולאריים ע"י הפחתת טמפרטורת הפאנל באמצעות שימוש בכיסוי קרקע צמחי. השימוש בצמחייה מתחת לפאנלים אינו מהווה כיום פרקטיקה נפוצה לצורך הפחתת החום המוחשי והקרינה הנפלטים מהקרקע לצורך הגדלת יעילות הפאנלים. אולם, קיימים מספר מחקרים שנעשו על גבי גגות ירוקים הכוללים צמחייה ופאנלים פוטו וולטאיים המאששים את התאוריה המוצגת במסמך זה. (כתבה ב- NewEnergyUpdate).

בכדי להבין את השפעתה המלאה של צמחיה על מתקנים פוטו-וולטאיים אנו מבצעים ניסוי שטח במתקן פוטו-וולטאי באזור אשלים שברמת הנגב (ישראל), בו אנו מיישמים מספר טיפולים של כיסוי צומח מתחת לפאנלים ובדיקת יעילות תפוקת החשמל בתנאי מזג אוויר שונים. הטיפולים הינם, כיסוי צמחי מלא של צמח כיסוי דמוי דשא, כיסוי באמצעות צמח המהווה גידול חקלאי (צמח תבלין ומרפא) וחלקת ביקורת ללא כיסוי צמחי. חלקות הטיפול נבחרו בצורה שהמורפולוגיה שלהם זהה כל שניתן. כל חלקות הטיפול מטופלות באופן שמונע הצללה לחלוטין. הנתונים מחלקות הטיפול נאספים באופן קבוע ותיערך השוואה של כושר ייצור החשמל בכל טיפול. בנוסף לכך הנתונים נבדקים ומאושרים באמצעות מדידה של הנתונים הפיזיים כגון טמפרטורה וקרינה. אנו מעריכים כי פתרון של כיסוי צמחי במתקנים פוטו וולטאיים הינו בעל פוטנציאל הצלחה במספר תחומים הקשורים לתפוקת החשמל של המתקן:

1. הגדלת תפוקת החשמל כתוצאה מהפחתת טמפרטורת הפאנל.

2. הגדלת תפוקת החשמל כתוצאה מהפחתת הצטברות אבק מקומי על הפאנל (soiling).

לפתרון הכיסוי הצמחי תועלות נוספות:

1. אפשרות לשילוב גידולי חקלאות בין ומתחת לפאנלים – הכיסוי הצמחי עשוי להגדיל את הערך הכלכלי של הקרקע וההתכנות של הפרקטיקה המוצעת. שיטה זו של שילוב יבול חקלאי עם ייצור חשמל סולארי מכונה Agrivoltaic

 (Amaducci et al, 2008; Dupraz et al, 2011; majumadar et al,2018)

2 . פתרון סביבתי לתחום שימור נגר וקרקע במתקנים פוטו וולטאיים.

3. הגדלת המגוון הביולוגי (צומח ובע"ח) במתקן.

הניסוי מבוצע במתקן פוטו – וולטאי קיים באזור מדברי/ספר המדבר (אשלים-ישראל), כאשר הפרמטרים הנמדדים: (א) תפוקת החשמל על ידי הפאנל ; (ב) טמפרטורת הפאנל ; (ג) טמפרטורת פני הקרקע (או הצמחייה) ; (ד) טמפרטורת האוויר סמוך לפאנל ; ,(ה) האלבדו של פני השטח מתחת לפאנל. (ו) מאזן הקרינה סמוך לחלקו התחתון של הפאנל, הכוללת קרינה אינפרה אדומה הנפלטת מהקרקע וקרינת שמש המוחזרת ממנה; (ז) קרינת שמש על פני הפאנל; (ח) כמות המים הנדרשת לקיים את הצמחייה. כמות היבול לדונם

שאלת המחקר

 המחקר המוצע מציע להתרכז בכמה נושאים הקשורים בהתפתחות צמחייה במתקנים פוטו וולטאיים: (1) בראש ובראשונה, בחינת הקשר בין התפתחות צומח בין ומתחת לפאנלים וההשפעה על היעילות האנרגטית של פאנלים פוטו וולטאיים; (2) בחינת הפוטנציאל הגלום בגידול חקלאי במתקן פוטו וולטאי; (3) בחינת הקשר בין כיסוי צומח ושימור נגר וקרקע בעת אירועי גשם.

מטרת הפרוייקט

פיתוח ממשק ניהול צמחייה במתקנים פוטו וולטאיים שמטרתו:

1 . התייעלות אנרגטית במתקן.

2 . שילוב חקלאות במתקנים סולאריים.

3 . מזעור ההשפעות הסביבתיות של מתקנים סולאריים.

שיטות וחומרים:

אנו מיישמים מספר טיפולים של כיסוי צומח מתחת לפאנלים ובדיקת יעילות תפוקת החשמל בתנאי מזג אוויר שונים. הטיפולים הינם:

1 . כיסוי צמחי מלא בין הפנלים ומתחתם של שני צמחי כיסוי לסירוגין באותה חלקה, דיכונדרה זוחלת Dichondra repens)) ו- סיגל קיסוסי-סיגלית אוסטרלית (Viola hederacea).

2 . כיסוי צמחי מלא של גידול חקלאי בין הפאנלים ומתחתם, פלרגוניום חריף  – גרניום לימוני Acute) pelargonium)).

3 . חלקת ביקורת ללא כיסוי צמחי באמצעות הדברה של חומרים מאושרים ע"י המשרד להגנת הסביבה.

חלקות הטיפול נבחרו בצורה שהמורפולוגיה שלהם זהה כל שניתן. החלקות מוקמו במרכז השדה כדי למנוע השפעות שוליים שונות (איור 1).

Screenshot 2023 04 25 114225
איור 1: חלקות הניסוי בשלושה קני מידה. בכל קני המידה חלקה 1: צמחי הכיסוי דיכונדרה זוחלת/ סיגל קיסוסי (ירוק). חלקה 2: גידול חקלאי פלרגוניום חריף (צהוב). חלקה 3: חלקת ביקורת ללא כיסוי צמחי (כתום).

שתילת הצומח בניסוי התבצעה בסוף חודש מרץ עד תחילת אפריל, ע"ג קרקע חולית/לס (ראה נספח בדיקת מעבדה לתכונות הקרקע- מעבדת גילת) מועשרת בקומפוסט "פרימיום" (חברת קומפוסט אורגני ביו-בי) בשיעור של 10 קוב/ד' המכילה (חנקן 137 ק"ג/ד', זרחן 68 ק"ג/ד' ואשלגן 27 ק"ג/ד'). הקומפוסט שפוזר תוחח לתוך הקרקע באמצעות מתחחת גננית (איור מס' 2). לאחר מכן נפרסה מערכת ההשקיה והטיפטוף (איור 3א, 3ב). מערכת ההשקיה כוללת: ראש מערכת (ארון, ברז ראשי, מד מים, מז"ח, ברזים חשמליים לכל חלקה, מקטין לחץ, מסנן, מחשב השקיה, משאבת דשן, מיכל דשן), צינור מוביל 75, צינור מחלק 50, צינור טפטוף מבוסט של חברת נטפים (יונירעם), עם טפטפות כל 25 ס"מ בספיקה 1.6 ל'/ש. לפני השתילה בוצעה שטיפה של הקרקע ב 30 קוב/דונם מי השקייה כדי להדיח את המלחים.

בחלקה מס' 1 המייצגת צמח כיסוי שאינו חקלאי, נשתלו צמחי 12,000 שתילי דיכונדרה זוחלת וסיגל קיסוסי לסירוגין במרחק של 30 ס"מ זה מזה, בשטחים שבין הפנלים ובשטחים שתחת הפנלים. ההשקיה בחלקה פוצלה לשני קוי השקיה נפרדים עם תוכניות השקיה שונות לכל תת חלקה, בשל השונות בחשיפה לשמש. קו השקיה אחד לשטחים שבין הפנלים וקו השקיה שני לחלקות שתחת הפנלים. בחלקות בין הפנלים יש חמישה מפתחים ברוחב של 2.5 מ' (סה"כ 625 מ"ר). בכל מפתח הונחו 8 שלוחות טפטוף עילי במרחק של 30 ס"מ זה מזה, בסה"כ 40 שלוחות עם ספיקה שעתית של 12.8 קוב לשעה. בחלקה זו ההשקיה תינתן לפי חישוב של 75% ממקדם ההשקיה פנמן. בקו ההשקיה של החלקות שתחת הפנלים חמישה מפתחים ברוחב 5.8 מ' כל אחד (סה"כ 1450 מ"ר). בכל מפתח 16 שלוחות, ובסה"כ בכל המפתחים 80 שלוחות טפטוף עילי במרחק של 30 ס"מ בין שלוחה לשלוחה עם ספיקה שעתית של 25.6 קוב לשעה. בחלקה זו ההשקיה תינתן לפי חישוב של 50% ממקדם ההשקיה פנמן.

Picture1
איור 2: תיחוח חלקות הגידול לאחר פיזור הקומפוסט.
Screenshot 2023 04 25 114513
איור 3: מערכת ההשקייה בניסוי, א: ראש מערכת (ארון, ברז ראשי, מד מים, מז"ח, ברזים חשמליים לכל חלקה, מקטין לחץ, מסנן, מחשב השקיה, משאבת דשן). ב: צינור מחלק 50 וצינורות טפטוף מבוסט של חברת נטפים (יונירעם), טפטפת כל 25 ס"מ ספיקה 1.6 ל'/ש.

בחלקה מס' 2 המייצגת גידול חקלאי נשתלו 7000 צמחי פלרגוניום חריף (גרניום לימוני) במרחק של 50 ס"מ זה מזה (איור 4), בשטחים שבין הפנלים ובשטחים שתחת הפנלים. ההשקיה בחלקה פוצלה לשני קוי השקיה נפרדים עם תוכניות השקיה שונות לכל תת חלקה. קו השקיה אחד לשטחים שבין הפנלים וקו השקיה שני לחלקות שתחת הפנלים. בחלקות בין הפנלים יש חמישה מפתחים ברוחב של 2.5 מ' (סה"כ 625 מ"ר). בכל מפתח הונחו 5 שלוחות טפטוף עילי במרחק של 50 ס"מ זה מזה, ובסה"כ 25 שלוחות עם ספיקה שעתית של 8 קוב לשעה. בחלקה זו ההשקיה תינתן לפי חישוב של 75% ממקדם ההשקיה פנמן. בקו ההשקיה של החלקות שתחת הפנלים חמישה מפתחים ברוחב 5.8 מ' כל אחד (סה"כ 1450 מ"ר). בכל מפתח 9 שלוחות, ובסה"כ 45 שלוחות טפטוף עילי במרחק של 30 ס"מ בין שלוחה לשלוחה עם ספיקה שעתית של 14.4 קוב לשעה. בחלקה זו ההשקיה תינתן לפי חישוב של 50% ממקדם ההשקיה פנמן.

Picture2
איור 4: חלקת פלרגוניום חריף – גרניום לימוני (Acute pelargonium) לאחר שתילה

בכל ההחלקות ההשקיה תבוצע לפי 50-75% ממקדם ההשקיה פנמן. צריכת המים הצפויה בחלקות אלו הינה 750-1000 קוב/דונם/שנה מים שפירים בתוספת 250 ג"ר של הדשן 20:20:20 לקוב מים (50 PPM), ובתוספת מיקרואלמנטים (מגנזיום 0.5%, סידן 2% + יסודות קורט: 300 מ"ג/ק"ג ברזל, 150 מ"ג/ק"ג מנגאן, 75 מ"ג/ק"ג אבץ, 11 מ"ג/ק"ג נחושת, 8 מ"ג/ק"ג מוליבדן). ניטור מי ההשקיה ומי המשאב יבוצעו לאורך כל תקופת הגידול, בתדירות של אחת לשבועיים. בנוסף לכך יבוצעו טיפולים של עישוב וגיזום החלקות לפי צורך.

השקייה בחלקות השונות

בחלקה מס' 1 המייצגת צמח כיסוי שאינו חקלאי, נשתלו צמחי דיכונדרה זוחלת וסיגל קיסוסי לסירוגין. ההשקייה בחלקה פוצלה לשני קוי השקייה נפרדים עם תוכניות השקייה שונות לכל תת חלקה. קו השקייה לשטחים שבין הפנלים וקו השקייה שני לחלקות שתחת הפנלים. בחלקות בין הפנלים יש חמישה מפתחים ברוחב של 2.5 מ' (סה"כ 625 מ"ר). הספיקה השעתית שחושבה בפועל הינה 9.3 קוב לשעה. בחלקה ההשקייה נקבעת לפי חישוב של 75% ממקדם ההשקייה פנמן. בשיא עונת הקיץ מקדם פנמן באזור זה הינו 9 קוב/יום/דונם. לכן ההשקייה צריכה להגיע ל- 6.75 קוב/יום/דונם, בתזמון של השקייה אחת בכל יום.

בקו ההשקיה השני של חלקת דיכונדרה זוחלת וסיגל קיסוסי בצל (החלקות שתחת הפנלים) יש חמישה מפתחים ברוחב 5.8 מ' כל אחד (סה"כ 1450 מ"ר), עם ספיקה שעתית של 10.2 קוב לשעה. בחלקה זו ההשקייה נקבעת לפי חישוב של 50% ממקדם ההשקייה פנמן. לכן ההשקייה תוכננה להגיע ל- 5 קוב/דונם/יום בשיא הקיץ, בתזמון של השקייה אחת בכל יום. למרות זאת בשיא הקיץ ההשקייה שניתנה הגיע ל- 9 קוב/דונם/יום מסיבות טכניות. באופן כללי הצמחים נקלטו טוב וההשקייה הופחתה בסוף הקיץ לקבלת 5 קוב/דונם/ יום.

בחלקה מס' 2 המייצגת גידול חקלאי נשתלו צמחי פלרגוניום חריף (גרניום לימוני). ההשקייה בחלקה פוצלה לשני קוי השקייה נפרדים עם תוכניות השקייה שונות לכל תת חלקה. קו השקייה לשטחים שבין הפנלים וקו השקייה שני לחלקות שתחת הפנלים. בחלקות בין הפנלים יש חמישה מפתחים ברוחב של 2.5 מ' (סה"כ 625 מ"ר). הספיקה השעתית שחושבה בפועל הינה 7.2 קוב לשעה. בחלקה זו ההשקייה נקבעה לפי חישוב של 75% ממקדם ההשקייה פנמן. בעונת שיא הקיץ מקדם פנמן באזור זה הינו 9 קוב/דונם/יום. לכן ההשקייה המבוקשת צריכה להגיע ל- 6.75 קוב/דונם/יום, בתזמון של השקייה אחת בכל יומיים.

בקו ההשקיה השני של חלקת גרניום לימוני בצל (החלקות שתחת הפנלים) יש חמישה מפתחים ברוחב 5.8 מ' כל אחד (סה"כ 1450 מ"ר), עם ספיקה שעתית של 10.2 קוב לשעה. בחלקה זו נקבעה ההשקייה לפי חישוב של 50% ממקדם ההשקייה פנמן. לכן ההשקייה בשיא הקיץ צריכה להגיע ל- 5 קוב/דונם/יום, בתזמון של השקיה אחת בכל יומיים.

תוצאות ודיון

השוואת התפתחות הצמחים בחלקות השונות

בחלקה מס' 1 של צמחי דיכונדרה זוחלת Dichondra repens)) ו- סיגל קיסוסי-סיגלית אוסטרלית (Viola hederacea) כבר לאחר שלושה חודשים ניתן לראות שגם תחת הפנלים וגם באזורים שבין הפנלים הצמחים התפתחו באופן טוב וכיסו כמעט 100% מהשטח (איור 5). הצמחים שבין הפנלים חשופים לקרינה גבוה יותר ולכן מושקים ברמה גבוה יותר.

סוגי הצמחים שנבחרו אינם מתפתחים לגובה רב ולכן אין צורך בכיסוח. באזורים שבין הפנלים התבססו צמחי הדיכונדרה באופן טוב יותר והשטלתו על רוב השטח (איור 6). באזורים שתחת הפנלים התפתחו הצמחים באופן שווה שכל צמח תופס בערך 50% מהשטח (איור מס' 7). בחלקות אלו בנוסף לצמחים שנשתלו התפתחו גם צמחים נוספים (עשבים) שנעקרים תוך השקעת זמן ואנרגיה. לכן יש לשקול שימוש בצמחים מקומיים אלו שכנראה מתאימים לאזור.

Picture3
איור 5: חלקות השמש והצל של צמחי דיכונדרה זוחלת (Dichondra repens) וסיגל קיסוסי (Viola hederacea) לסירוגין בתחילת חודש יולי.

Picture4
איור 6: צמחי דיכונדרה זוחלת (Dichondra repens) שהשטלתו על חלקת השמש בתחילת חודש יולי.

Picture5
איור 7: חלקות הצל (תחת הפנלים) בהם צמחי סיגל קיסוסי (Viola hederacea) ודיכונדרה זוחלת ( Dichondra repens) התפתחו באופן שווה.

בחלקה מס' 2 של צמחי פלרגוניום חריף (גרניום לימוני) ניתן לראות שגם תחת הפנלים וגם באזורים שבין הפנלים הצמחים התפתחו באופן טוב וכיסו כמעט 100% מהשטח (איור 8). הצמחים שנבחרו מתפתחים עד כה לגובה (70 ס"מ) ולכן יש צורך בגיזום תקופתי. עם זאת ניתן להשתמש בחומר הצמחי להפקת שמן אתרי.

באזורים שבין הפנלים החשופים יותר לקרינת השמש הצמחים התפתחו לגובה נמוך יותר מאשר הצמחים שתחת הפנלים (איור 9) עם עלים קטנים יותר (איור 10). מבחינה מורפולוגית יש הבדל ברור בעלווה בין החלקות השונות. העלים של הצמחים בין הפנלים קטנים וצרים יותר. עלים אלו בעלי רקמות קשות יותר וצבעם בהיר יותר (איור 11).

הבדל זה בין הצמחים המתפתחים בשמש ובצל נובע כנראה מהבדלי החשיפה לקרינת שמש ישירה ובשל רמת השקייה נמוכה יחסית לקבוע האידוי באזור (קבוע פנמן). בשבועות האחרונים חלקת השמש הושקתה ברמה של 5.5 קוב/דונם/יום כשקבוע האידוי פנמן הגיע ל 8.5-9 קוב/דונם/יום. בגידול זה הגדל בשמש ישירה מקובל לחשב את ההשקייה לפי 75-90% ממקדם ההשקייה פנמן, ולכן ההשקייה הרצויה צריכה להגיע ל- 6.75 קוב/דונם/יום לפחות. אנו נעלה את רמת ההשקייה בחלקות אלו כדי לשפר את הצימוח והתפתחות הצמח בקיץ.

באזורים שתחת הפנלים התפתחו הצמחים גבוהים יותר אך פחות צפופים (איור 9-10).

בדקנו את תכולת השמן האתרי בצמחים הגדלים בחלקות השונות, בשמש ובצל ולא מצאנו הבדל משמעותי בין החלקות.

Picture6
איור 8: חלקות השמש והצל של צמחי פלרגוניום חריף – גרניום לימוני (Acute pelargonium) בתחילת חודש יולי.

Screenshot 2023 04 25 114855
איור 9: גובה ממוצע של צמחי פלרגוניום חריף- גרניום לימוני (Acute pelargonium) בחלקות השונות (צל-תחת הפנלים, שמש- בין הפנלים) בחילת חודש יולי.
Screenshot 2023 04 25 115039
איור 10: השוואה של עלים מהחלקות השונות (צל-תחת הפנלים, שמש- בין הפנלים) של צמחי פלרגוניום חריף- גרניום לימוני (Acute pelargonium).

כדי לחשב את היבול של החלקה המייצגת גידול חקלאי, פלרגוניום חריף (גרניום לימוני), בסוף חודש אוגוסט ביצענו קציר מדגמי של העלווה ומדדנו את היבול המצטבר בחלקה לשלב ראשון זה. החומר הצמחי הרטוב נקצר, נשקל וחושב היבול פר דונם בחלקה, כאשר בוצעה הפרדה בין האזורים השונים בחלקה. בוצעה הפרדה בין האזורים בין הפנלים (חלקת שמש) לבין האזורים הנמצאים בחלק הגבוה של הפנל (חלקת 50% צל) והאזורים הנמצאים בחלק הנמוך של הפנל (חלקת צל). בנוסף לכך בחלק התחתון ביותר של הפנל יש אזור ברוחב של פחות ממטר אליו לא מגיע אור רב ובו צמחים כמעט לא מתפתחים. כל קציר כלל שלושה חלקות דיגום של 1 מ"ר בכל אחת מהחלקות השונות וחושב ממוצע החומר הצמחי שנקצר (איור 11). בקציר זה הוסר החלק העליון של הצמח ביחס של 2/3 ל 1/3 מכל צמח. החלק התחתון יצמח שוב וכשיגיע לגובה דומה של בערך 1 מטר יקצר שוב. ניתן להבחין פחיתה ביבול של בערך 50% בחלקות הצל הנמצאות עמוק מתחת לפנל ביחס לחלקות השמש הנצאות בין הפנלים (איור 11).

 החומר צמחי שנקצר נשלח להפקת שמן אתרי והניב 0.6% אחוז שמן. כדי לחשב את היבול הכללי בכל החלקה בוצעה מדידה של השטח היחסי של כל תת חלקה (טבלה 1) וע"פ שטח זה חושב היבול הכללי שהגיע ל 3.4 טון/דונם. ניתן להעריך שניתן להגיע לפחות לקציר אחד נוסף בשנה ולקבל יבול של 6.5-7 טון/דונם/שנה. החומר הצמחי הרטוב נשלח לשם הפקת שמן אתרי בחוות שירת מדבר (חווה אקולוגית לגידול צמחי מרפא אורגניים- https://www.shirathamidbar.co.il/). מההפקה התקבל שמן אתרי ברמה של 0.5% מהחומר צמחי. לכן ניתן להעריך שיבול השמן האתרי יגיע ל- 35 ק"ג/דונם/שנה.

Screenshot 2023 04 25 115158
איור 11: היבול הממוצע של צמחי פלרגוניום חריף- גרניום לימוני (Pelargonium graveolens) בחלקות השונות (צל-תחת הפנלים, 50% צל ושמש-בין הפנלים) בסוף חודש אוגוסט.
Screenshot 2023 04 25 115323
טבלה מס 1: יבול חומר צמחי רטוב (טון/דונם) שנמדד בחלקות השונות בקציר שבוצע בסוף אוגוסט והשטח היחסי של כל חלקה.

בסוף חודש אוגוסט נצפתה החלשות של צמחי פלרגוניום חריף (גרניום לימוני) בחלקים התחתונים של הפנלים הסולאריים ואף למות של צמחים שלמים (איור 12). עוד באיור 12 ניתן לראות הצהבה והתיבשות של העלים בחלקה. פגיעה זו נמצאה בחלק התחתון שלא חשוף לשמש ישירה בכל שעות היום ובאמצע היום הקרינה נמוכה מ- 100 מיקרומול/מ"ר/שניה פוטונים. הקרינה שנמדדה בחלק התחתון של הפנל באמצע היום בתחילת חודש אוקטובר הייתה נמוכה מ- 40 מיקרומול/מ"ר/שניה בחלקות הפלרגוניום ונמוכה מ- 60 בחלקת סיגל קיסוסי.בתקופה זו חלקות הצל (תחת הפנלים) של צמחי סיגל קיסוסי ודיכונדרה זוחלת הצמחים התפתחו באופן תקין (איור 13). כפי שניתן לראות בתחתית איור 12 אזורים הנמצאים בחלק התחתון אך בקצה הפנל הצדדי החשוף לשמש ישירה באמצע היום, לא נפגעו. עובדה זו יכולה להצביע על כך שהפגיעה בצמחי הגרניום יכלה לנבוע ממספר סיבות. סיבה אפשרית אחת הינה אור ברמה נמוכה מדי שלא מאפשר פעילות פוטוסינתטית תקינה בצמחים ממינים שלא מתאימים לאור נמוך וצל לאורך כל היום למשך כל השנה. סיבה אפשרית נוספת הינה עומס חום גבוה בתוספת איוורור לקוי בחלק התחתון של הפנל בגלל הצמחים המפותחים בחלק שבין הפנלים שמונעים תנועה חופשית של אויר (איור 12). בחודשים יולי אוגוסט הטמפרטורות תחת הפנל הגיע ל- 35 מעלות צלזיוס בערך באמצע היום, טמפרטורה שאינה קיצונית וצמחים רבים מסוגלים להתמודד איתה. באיור 14 ניתן לראות את הטמפרטורה הממוצעת בין התאריכים 17/8/20-27/8/20.

Picture7
איור 12: חלקות הצל של צמחי פלרגוניום חריף – גרניום לימוני (Acute pelargonium) שנפגעו (תמונה בתחילת חודש אוקטובר).
Picture8
איור 13: חלקות הצל (תחת הפנלים) בהם צמחי סיגל קיסוסי (Viola hederacea) ודיכונדרה זוחלת ( Dichondra repens) התפתחו באופן תקין (תחילת אוקטובר).
Screenshot 2023 04 25 115410
איור 14: הטמפרטורה הממוצעת בחלקת צמחי פלרגוניום חריף- גרניום לימוני (Acute pelargonium) בין התאריכים 17/8/20-27/8/20.

הוצאות ההקמה של חלקות הניסוי, ו ההוצאות השוטפות של החלקות. אינם מייצגות קשה להשתמש בנתונים של חלקת מו"פ זאת (שנה 1 לניסוי) באופן פשוט כדי לבצע אקסטרפולציה לינארית לשטחי גידול של מאות ואלפי דונמים מכמה סיבות. סיבה ראשונה הינה שהעלות החקלאית פר דונם יורדת ככל שהשטח גדול יותר. לדוגמה מחשב השקייה אחד יכול לספק מים למאות ואפילו אלפי דונמים. בהוצאות ההקמה ניתן לראות שעלות מערכת ההשקייה הינה ההוצאה הגדולה ביותר הוצאה שתתחלק על דונמים רבים בפרוייקט חקלאי גדול. סיבה חשובה נוספת הינה שבפרויקט חקלאי/סולארי יהיה שימוש במיכון ייעודי לפרויקט אשר יפחית בעלויות העבודה הידנית, שבניסוי היו מההוצאות הגדולות גם בהקמה וגם בשוטף. בחלקה מסחרית ההוצאות פר דונם יהיו נמוכות בהרבה מאלו המוצגות בניסוי זה .

לפי הנתונים הפדיון של השמן מגידולים אלו בשדה סולארי יגיעו לבערך בין 20-30 אלף ש"ח לדונם (חושב לפי ערך שמן אתרי * יבול השמן בניסוי). לכן יש לצמצם את ההוצאות השוטפות שהתקבלו בניסוי שלא יעלו על הפידיון. בנוסף לכך בכל גידול יש לבצע ניסויים בקנה מידה גדול יותר כדי לאשר הערכות אלו.

מסקנות

חלקה מס' 1 של צמחי דיכונדרה זוחלת Dichondra repens)) ו- סיגל קיסוסי-סיגלית אוסטרלית (Viola hederacea) התקבל כיסוי צומח של 100%, עם כיסוי רב יותר של צמחי הדיכונדרה בין הפנלים (אזור החשוף ליותר שמש) וכיסוי של סיגלית אוסטרלית תחת הפנלים. הבחירה בשילוב של שני מינים שונים של צמחים, שכל אחד תופס אזור מיקרו-אקלימי שונה ביחס לפנל, הביאה לתוצאה חיובית של כיסוי צפוף של כל השטח. תוצאות אלו ביחד עם התוצאות של התייעלות אנרגטית במתקן מצביעות על האפשרות של השימוש בצמחי כיסוי אלו במתקנים סולאריים באזור הנגב. עם זאת כנראה שיהיה צורך להתאים צמחים ממינים אחרים במתקנים הנמצאים באזורים גאוגרפיים שונים על קרקעות שונות.

בחלקה מס' 2, של צמחי פלרגוניום חריף (גרניום לימוני), המייצגת גידול חקלאי, התקבל כיסוי של יותר מ-90% מהשטח. גם בחלקה זו התקבלה התייעלות אנרגטית במתקן הסולארי. בנוסף לכך התקבל יבול של 3.4 טון/דונם לתקופת הגידול אפריל-אוגוסט שממנו הופק שמן אתרי איכותי בעל ערך כלכלי גבוה (). בסוף חודש אוגוסט נצפתה החלשות של צמחי פלרגוניום חריף (גרניום לימוני) בחלקים התחתונים של הפנלים הסולאריים ואף למות של צמחים שלמים (איור 12). יש צורך להבין מה הגורם לפגיעה בצמחים ועל כן יש צורך בניתור של פרמטרים כטמפרטורה, לחות, קרינה, פד"ח ולחות קרקע באופן רציף ומפורט במספר רב של נקודות לרוחב הפנל. בנוסף לכך יש צורך לבדוק מגוון רחב יותר של צמחים בחלקות 100% צל ולמצוא צמחים המתאימים לתנאים אלו. כנראה שיש צורך לגדל צמחים שונים בחלקות השמש ובחלקות הצל.

על סמך ניסוי זה ניתן להעריך שצמחי תבלין הדומים באופיים לפלרגוניום חריף יצליחו לגדול תחת מתקן סולארי הדומה לזה שבניסוי זה, בעיקר בחלקות שבין הפנלים

 ניתן לאפיין גידולים חקלאיים אלו במספר תכונות:

  1. גידול חקלאי מניב רווח- ערך כלכלי גבוה ליחידת שטח -ניתן להפקה של שמן אתרי.
  2. מתאימים לגידול בעונת הקיץ החמה (גידול העמיד לחום ותנאים קשים).
  3. גידול נמוך ומשתרע שלא מיצר הצללה לפנל הסולארי.
  4. מתאימים גם לשמש וגם לצל.
  5. גידול המאפשר איסוף ממוכן של התוצרת החקלאית בין ומתחת לפאנלים.
  6. עדיפות לצמח רב שנתי – חיסכון בעיבוד קרקע כל שנה.

דוגמה לגידולים חקלאיים בעלי מאפיינים אלו:

  1. רוזמרין רפואי (Rosmarinus officinalis)
  2. מרווה רפואית (Salvia officinalis)
  3. Origanum syriacum)
  4. קורנית (Thyme)
  5. לבנדר רפואי (Lavandula angustifolia)
  6. מנטה (Mentha linnaeus)

בנוסף לגידולי תבלינים לשמן אתרי יש לבחון ולנסות מגוון רחב של גידולים נוספים שיעניקו לגידול רווח כלכלי.

בחלקות השמש:

  • (Medicago polymorpha). לצמח זה יש ביקוש רב באזור הנגב בשל גידול נרחב של כבשים, עיזים ופרות באזור. הקירבה של צרכני האספסת למתקנים פוטו-וולטאיים יכולה להוות יתרון כלכלי לגידול זה.
  • Moringa) למטרת חלבון צמחי. צמח זה גדל בקצב גבוה מאוד ויכול להוות מקור לחלבון. עם זאת צמח המורינגה גדל לגובה גדול מחצי מטר ולכן יש צורך במתקן פוטו-וולטאי גבוה יותר.

בחלקות הצל:

  • אננס: אננס הינו גידול שלא צריך שמש ישירה והינו בעל ערך כלכלי. עם זאת יש לבצע ניסוי שיבדוק את התאמתו לתנאים תחת הפנל. יש לזכור שאננס פותח פיוניות בעיקר בלילה ולכן כמעט לא מדיית בשעות היום דבר שיפחית את קירור הפנל בשעות אלו.
Picture9

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

מורן חג'בי, תושבת מושב יכיני וחברת הנהלת המועצה האזורית שער הנגב, מתארת את היכרותה עם ראש המועצה אופיר ליבשטיין, שיצא מביתו בכפר עזה עם נשק ונהרג בקרב מול המחבלים, בו נרצח גם בנו עידן
4 דק' קריאה
שר החקלאות, חה"כ אבי דיכטר, נפגש עם שר העבודה התאילנדי לצורך העמקת שיתופי פעולה בתחום החקלאות * השר דיכטר: "אחרי מאמצים בינלאומיים רבים אנחנו מקדמים היום בשורה נוספת לחקלאות הישראלית ולציבור החקלאים – עובדים
2 דק' קריאה
אמר מזכ״ל תנועת המושבים ויו״ר התאחדות חקלאי ישראל, עמית יפרח בכנס אלי הורוביץ לכלכלה וחברה בצל המלחמה  מזכ״ל תנועת המושבים ויו״ר התאחדות חקלאי ישראל, עמית יפרח השתתף בכנס אלי הורוביץ לכלכלה וחברה בצל המלחמה,
2 דק' קריאה
כלים חקלאיים? אומנות מקומית? הרדיו הראשון? בכנס הארכיונאים דנו בשאלה מה חשוב להשאיר לדורות הבאים *תמונה ראשית: "מפת שבילי הזיכרון היישובי" תוביל את המבקר בין אובייקט אחד למשנהו. צילום: יובל דניאלי  לאחרונה הרצאתי בכנס
3 דק' קריאה
פירות הקיץ המתוקים מתחילים להיקטף תחת האיום מלבנון. על אף הרצון העז של החקלאים לקטוף את פרי עמלם, חלק מהתוצרת יירקב על העצים בשל המצב הביטחוני *תמונה ראשית: מטע דובדבנים בצפון רמת הגולן. ככל
5 דק' קריאה

הרשמו לניוזלטר

השאירו את הפרטים והישארו מעודכנים!

דילוג לתוכן