סיכום יום עיון
ב-8 באפריל, התקיים במכון וולקני יום עיון לחקלאות אגרו-וולטאית, שהתמקד בגידולי שדה וירקות. האירוע, אשר בו השתתפו חוקרים, מגדלים, ואנשי חברות, נועד לשתף ידע חדשני, טכנולוגיות מתקדמות ושיטות עבודה מתקדמות בתחום הגידולים החקלאיים. במהלך היום הוצגו ממצאים אחרונים ממחקרים פורצי דרך, נידונו אתגרים קיימים ודרכי פתרון יצירתיות, והוקדשה תשומת לב רבה להתמודדות עם שינויי האקלים והשפעתם על החקלאות. יום העיון לא רק שסיפק הזדמנות לדיון מעמיק, אלא גם חיזק את הקשרים בין החוקרים למגדלים, מתוך מטרה לקדם את תחום החקלאות האגרו-וולטאית בארץ.
פתח את יום העיון חגי שניר, מנהל שה"מ, הוא הדגיש את חשיבותם המרכזית של ביטחון המזון והביטחון האנרגטי. שניר ציין כי האגרו-וולטאי מהווה חלק בלתי נפרד מביטחון המזון, במיוחד לאור הצפי ל-16 מיליון תושבים בישראל בשנים הקרובות. בנוסף, הוא התייחס לחשיבות הביטחון האנרגטי ולמטרה ליצור את החיבור הנכון בין חוקרים, חקלאים וחברות. לדבריו, שיתוף הפעולה הזה יאפשר לייצר ידע משמעותי, אשר יגביר את הוודאות בהפקת תוצרים חקלאיים איכותיים. שניר סיכם באומרו כי מיטב המוחות נדרשים לעבוד יחד על מנת להשיג מטרה זו, וכי חיוני שנמשיך ללמוד, להבין ולהתקדם בתחום.
לאחר מכן, המשיך את דברי הפתיחה ד"ר איתי הרמן, יושב ראש האגודה המדעית לגד"ש וירקות. הוא הדגיש את החשיבות שבחיבור בין משרד החקלאות וביטחון המזון לקהילת החוקרים והציג סקירה של הפעילויות המגוונות שמבצעת האגודה המדעית לגד"ש וירקות.
מבוא לאגרו-וולטאי
צליל שץ, מנהלת אגף גד"ש וירקות בשירות ההדרכה והמקצועי (שה"מ), הדגישה בדבריה את מהותו של האגרו-וולטאי – שילוב סינרגטי בין גידול חקלאי לייצור אנרגיה מתחדשת. היא ציינה כי האתגרים העומדים בפני תחום זה כוללים את הצורך הגובר באנרגיה מתחדשת, הצורך בשמירה על שטחים חקלאיים מפני פיתוח מואץ וההתמודדות עם אתגרי האקלים המוחשיים, כגון עומסי חום ומחסור במים. תחום האגרו-וולטאי עודנו חדש יחסית ומהווה חזית מחקרית מתפתחת, במיוחד בכל הנוגע לגידולי שדה וירקות. נכון לעכשיו, קיים מחסור במידע מגובש וחד-משמעי בנושא. אחת האלטרנטיבות הקיימות היא הקמת שדות סולאריים על חשבון שטחים חקלאיים, אך האגרו-וולטאי מציע פתרון המאפשר קיום חקלאות לצד ייצור אנרגיה, ובכך מצדיק בחינה מעמיקה ויסודית.
בחינה זו חייבת להתמקד בשאלה כיצד משפיעים גורמים כמו מידת הצל, משך הצל ותזמון הצל על סוגי הגידולים השונים, על קצב הצמיחה, על גודל היבול ועל איכותו. ניהול הצל בצורה אופטימלית הוא המפתח להצלחת השיטה. לשם כך, נדרש שילוב של טכנולוגיות מתקדמות, כאשר קונסטרוקציית הפאנלים הסולאריים משמשת כפלטפורמה לשילוב טכנולוגיות נוספות, כגון סנסורים לניטור תנאי סביבה וקרקע ומערכות השקיה חכמות.
עם זאת, קיימים גם סיכונים פוטנציאליים, כגון חלוקת הרווחים בין ייצור האנרגיה לגידולים החקלאיים, מעורבות המגדל כחוליה מקשרת, ניהול עשבייה יעיל ופחות גמישות בשינוי תמהיל הגידולים.
לסיכום, האגרו-וולטאי הוא תחום חדש ומרתק בעל פוטנציאל רב, אך הוא דורש שיתוף פעולה הדוק בין גורמים שונים וביצוע בחינה מעמיקה כדי לזהות את האתגרים ולמצוא להם פתרונות ברי קיימא. התקווה היא לשילוב בר קיימא של ייצור מזון ואנרגיה, שכן האלטרנטיבה של הקמת שדות סולאריים על חשבון שטחים חקלאיים משמעותה ויתור על קרקע חקלאית יקרת ערך.
היבטים תכנוניים עדכניים
רענן אמויאל, מנהל אגף תכנון וקרקע חקלאית במשרד החקלאות, התייחס לעדכונים ולדגשים תכנוניים הנוגעים לשילוב מתקנים סולאריים בשטחים חקלאיים. הוא הדגיש את האבסורד שבפגיעה בקרקע חקלאית פורייה לצורך הקמת מתקנים סולאריים, וציין כי היקף הפגיעה מאז 2011 עומד על כ-60 אלף דונם. לאור זאת, קיימת מדיניות ברורה לקדם מתקנים סולאריים אך ורק על חשבון אדמות שוליות בלתי מעובדות.
אמויאל הציג את החלופה של מתקנים אגרו-וולטאיים כפתרון המשלב גידול חקלאי עם ייצור אנרגיה סולארית. הוא ציין כי העקרונות המרכזיים בקידום תוכנית המתאר הארצית (תמ"א) למתקנים אגרו-וולטאיים מסחריים כוללים עבודה מקבילה על קידום המחקר ועל קידום המתקנים המסחריים עצמם. היקף המתקנים המסחריים שיוקמו יקבע בהתאם להתקדמות המחקר ולתוצאותיו.
עוד הוסיף אמויאל כי השדה האגרו-וולטאי חייב להיות ורסטילי וגמיש, ולאפשר שינויים והתאמה לסוגי גידולים שונים לאורך כל חיי המתקן הסולארי. כמו כן, התכנון חייב להבטיח למשרד החקלאות יכולת בקרה על הנעשה בשטח.
עוד הדגיש אמויאל כי חקלאות מיטבית בשילוב מתקנים אגרו-וולטאיים צריכה לכלול שימור מרבי של איכות הקרקע החקלאית. כל פגיעה ביכולת התפעולית של השטח ובשילוב מחזור הגידול החקלאי המודרני צריכה להיות מינימלית. זאת, תוך שמירה על כמות ההשקייה הנדרשת, ללא צמצום שטח הגידול ופחת בהיקף הגידול, באופן שהתפוקה החקלאית לא תפחת מ-70% מהתפוקה הנורמטיבית המקובלת.
שילוב מתקני אגרו וולטאי ברשת החשמל – Win Win Situation
שירלי לוי, מנהלת אגף בכיר תכנון וסביבה ברשות החשמל, הציגה הרצאה מפורטת בנושא הרגולציה של רשות החשמל שמטרתה לקדם הקמת מתקנים אגרו-וולטאיים.
היא הדגישה את החלטת הממשלה לפיה עד שנת 2030, 30% מסך האנרגיה במדינה תהיה אנרגיה מתחדשת. זוהי החלטה ממשלתית מחייבת, אשר נרשמה כעקרון מדיני עוד בשנת 2015. בהתאם ליעד זה, צריכת החשמל בישראל בשנת 2030 תגיע ממקורות אנרגיה מתחדשים, בעיקר אנרגיה סולארית ובמידה פחותה יותר אנרגיית רוח. לאור החלטה זו, רשות החשמל החליטה לעדכן את היעדים לייצור אנרגיה מתחדשת, כפי שנקבעו בהחלטות ממשלה קודמות.
היא הדגישה את האתגרים הייחודיים של ישראל, אשר בולטת בעולם המפותח בקצב הגידול הגבוה באוכלוסייה ובעלייה המתמדת בביקוש לחשמל. לדבריה, השמש היא מקור האנרגיה המתחדשת הכמעט בלעדי בישראל, ולמרות זאת, ישראל עדיין תלויה במקורות אנרגיה חיצוניים בכל הנוגע לייצור חשמל.
מתקנים אגרו-וולטאיים מייצגים פתרון של 'win-win', המניב תועלות משמעותיות. הם מהווים השקעה בפיתוח החקלאות, טומנים בחובם פוטנציאל לשימוש יעיל בשטחים בעלי חשיבות אסטרטגית ואף מהווים סוג של 'גאולת קרקע' באמצעות שימוש כפול. יתרה מכך, הם מאפשרים קידום מתקני ייצור אנרגיה בסמיכות למוקדי הביקוש, מתקנים המשתלבים באופן טבעי ברשת המתח הגבוה והעליון, ובכך תורמים להסדרת השוק ללא צורך בסבסוד. לבסוף, הם מציעים אפשרויות מתקדמות לניהול ושליטה במתקנים.
לסיכום, רשות החשמל רואה במתקנים אגרו-וולטאיים פתרון אסטרטגי בעל יתרונות הדדיים ('win-win'). עם זאת, יש להקפיד על קיומם של איזונים ובלמים שיבטיחו את שימור הפעילות החקלאית ואת האיזון המיטבי בין קרינת השמש, צמיחת הצמח ופעולת מתקן ייצור האנרגיה. בניית אמון ושיתוף פעולה בין כלל בעלי העניין, יחד עם אחריות משותפת, הם המפתח ליצירת הזדמנות וסינרגיה אמיתית בין העולם הסולארי לעולם החקלאי.
שדות ירוקים: פיילוט APV
פרופ' ויני אלטשטיין, מלשכת המדענית הראשית של משרד החקלאות, הציגה הרצאה שכותרתה 'שדות ירוקים: פיילוטים אגרי פוטו-וולטאיים'. היא סקרה את ההתפתחויות בתחום בעולם, תוך התמקדות במחקרים ופרויקטים בגרמניה, איטליה, צרפת, סין, ארצות הברית ויפן. פרופ' אלטשטיין ציינה כי רק בשנת 2020 החל בישראל פיתוח מואץ של התחום האגרי-פוטו וולטאי, ובמקביל החלה להתגבש רגולציה בנושא.
בשנת 2021 יצא קול קורא הקדמי מטעם משרד האנרגיה, להקמת פיילוט אגרי פוטו-וולטאי שמטרתו הייתה לבחון היענות יזמים וחברות בתחום הסולרי, חקלאים וחוקרים לביצוע מחקר הבוחן את ההשפעה ההדדית של מתקנים סולריים על מגוון רחב של גידולים חקלאיים והשפעת הגידולים על ייצור אנרגיה. ההיענות לקול הקורא ההקדימי הייתה גבוהה ביותר והתבטאה בהגשה של למעלה מ- 450 הצעות מחקר. התוכניות נבחנו בקפידה על ידי גורמים מקצועיים בהיבט תכנוני, מחקרי (אנרגטי וחקלאי) כמו גם בפן סביבתי ונופי. עם סיום הבחינה אושרו כ- 120 חלקות לביצוע הפיילוט. בפיילוט, הממומן על ידי המדענית הראשית של משרד החקלאות, ד"ר מיכל לוי, משתתפות 21 חברות סולריות ויזמים שונים, מיושמות 9 טכנולוגיות סולריות שונות סטטיות ודינמיות, במגוון גדול של גידולים (מעל 30), באזורים שונים בארץ. כשליש מהחלקות מתמקדות בגד"ש. כל המחקרים מתבצעים בשטחים פתוחים. במסגרת הפיילוט נבדקת השפעת הפנלים הסולריים הממוקמים מעל שטחי הגידול על מדדים מטאורולוגיים, חקלאיים, אנרגטיים וסביבתיים, במטרה לזהות את הטכנולוגיות האופטימליות עבור גידולים שונים באזורים שונים, ולבחון מה מניב את התוצאות החקלאיות הטובות ביותר תוך שמירה על יצירת אנרגיה וקיום חקלאות מיטבית. בהרצאה הודגשו היתרונות והחסרונות בהתקנת פנלים סולריים בשטחי גד"ש מול שטחי מטעים (עלות נמוכה יותר של המתקן הסולרי על חשבון איבוד שטח יבול).
ממחקרים שבוצעו במדינות שונות בעולם עולה כי בשל מגוון המדדים המשפיעים על יישום טכנולוגיות אגרי סולריות קשה לחזות את השפעתן על גידול נתון ולעשות אקסטרפולציה לאתר או גידול אחר וכי חייבת להתבצע בדיקה ניסיונית לאורך מספר שנים באתר הגידול עצמו על מנת לבחון את השפעתן.
כפועל יוצא של הנ"ל המסר המרכזי של פרופ' אלטשטיין היה הצורך הדחוף בהגדלת מספר החלקות בהן מתבצעים בפועל מחקרים אלה על מנת לספק מידע על היעילות הכלכלית של התחום האגרי סולרי לקראת ובמקביל להרחבת השטחים הסולריים המסחריים העומדים לקום מעל גידולים חקלאיים.
מה למדנו מפרוייקטים דומים בחו"ל
בר וייס – מנהל SunAgri בישראל: האגרו-וולטאי הדינאמי (DAV – Dynamic Agrivoltaics) הוא אחד הפתרונות הבולטים שמתגבשים בעולם ושעתידים להתפתח גם בישראל. פתרון זה משלב ייצור אנרגיה סולארית עם גידולים חקלאיים. במערכת DAV, הפאנלים הסולאריים מותקנים מעל או לצד הגידולים החקלאיים על גבי מערכת עוקבת מצפון לדרום, הנעה ממזרח למערב. מערכת העקיבה מאפשרת להתאים את זווית הפאנלים בהתאם לצרכי הצמח, מה שמבטיח פוטנציאל ייצור חשמל גבוה והגנה על הצמחים בזמנים קריטיים כמו גלי חום, בצורות או כפור.
Sun’Agri המובילה את תחום הDAV, מחזיקה ב-15 שנות מחקר, עם 34 פרויקטים פעילים וניסויים ביותר מ-20 סוגי גידולים, כולל גידולי שדה, מטעים וירקות. תוצאות המחקרים הראו כי ניהול חכם של זווית הפאנלים הסולאריים חיוני על מנת להבטיח גישה מספקת לאור בזמנים קריטיים, גם במחיר הפחתת ייצור החשמל. כאשר הפאנלים קבועים או כאשר תזוזת הפאנלים אינה מתאימה לצרכי הצמח, איכות וכמות היבול החקלאי נפגע.
על מנת להזיז את הפאנלים בזמן אמת לזווית הנכונה כך שתתאפשר אופטימיזציה בין ייצור חשמל לצורך חקלאי, Sun’Agri פיתחה תוכנה ובה שני מודלים עיקריים. פיתוח האלגוריתמיקה והמודלים הוא לב החדשנות של תוכנית המחקר של Sun’Agri ומהווה מרכיב מפתח בקביעת הכיוון של הפאנלים הסולאריים. תוכנת ה-AV-Studio מדמה מערכת אגרו-וולטאי במודל תלת-ממדי, הכולל קרקע, מבנה וגודל חופת הצמח, פאנלים פוטו-וולטאיים ואלמנטים מבניים התומכים בפאנלים. מידול תלת מימדי של המתקן, מאפשר לדעת במדויק איזה חלק ואיזה אחוז מהצמח מקבל אור בהתאם לזוית הפאנל המבוקשת בכל רגע נתון. תמהיל האור שהגיע אל הצמח תחת זוויות שונות הינו רכיב אשר משמש את המודל השני (crop_sim) לחיזוי הביצועים והתפקוד של הצמח. מטרת המודל crop_sim הוא לאמוד שלושה אינדיקטורים מרכזיים של הצמח: פוטנציאל מים בצמח, טמפרטורת הצמח בכל אחד מרכיביו, וייצור פחמן. אינדיקטורים אלו מסייעים לשימור מצב מים אידיאלי בצמח, הימנעות מהשפעה שלילית של עומס חום, וייצור הפחמימות הדרושות לצמיחה בריאה. על מנת להעריך את שלושת האינדיקטורים, התוכנה מסתמכת על מודל מכאניסטי שיוצר סימולציה של הקרקע, הצמח, המיקרו-אקלים והאינטראקציה ביניהם. כדי לבצע את הסימולציה נדרשת הבנה עמוקה של מערכות הצמח, מיקום גיאוגרפי, מזג-אוויר ותנאי מיקרו-אקלים תחת הפאנלים הסולאריים שמחושבים על ידי ה-AV-Studio. לאחר מכן, המידע על הצמח והסביבה מוזנים לשלושה מודלים משניים (מאזן מים, מאזן אנרגיה, ותקציב פחמן) שמטרתם לחזות את האפקט הסופי של הפאנלים הסולאריים על הגידול החקלאי. על ידי חיזוי התנהגות הצמח תחת הפאנלים בסימולציה, ניתן לקבל החלטות לגבי תכנון המתקן מבחינה הנדסית ועיצוב אסטרטגיות שונות להזזת פאנלים. אותם מודלים ותוכנות מופעלים גם כשהמתקן פועל, בתוספת נתונים שנאספים בזמן אמת על ידי סנסורים אגרונומיים ואקלימיים, כך שניתן ליצור תמונה של מצב הצמח בזמן אמת – Digital Twin.
אגרו-וולטאי מהווה פתרון אפקטיבי להגנה על צמחים מפני בצורת וקרינת שמש מוגברת, בעיות שהולכות ומחריפות על רקע שינויי האקלים. יצירת מיקרו-אקלים נוח יותר מאפשרת להפחית את צריכת המים ומגינה על הצמח מפני כוויות שמש. על כן, מדובר בכלי חשוב בהתמודדות עם שינויי האקלים.
בקרת תנועת פנלים סולאריים בעזרת פיטו-סנסור, לאופטימיזציית דו שימוש אגרו-וולטאית
פרופ' מנחם מושליון מהפקולטה לחקלאות חקר את השפעת הצל שמטילים הפאנלים הסולאריים על גפנים. הוא הסביר כי ככל שהפיוניות בעלים פתוחות יותר, כך היבול גבוה יותר. לכן, אופטימיזציה של פתיחת הפיוניות עשויה להוביל לעלייה משמעותית ביבול. לפיוניות יש מנגנוני חישה המוסתים על ידי תנאי הסביבה ומווסתים את פתיחתן וסגירתן. ככל שעוצמת הקרינה עולה, עולה גם קצב הפוטוסינתזה, זאת עד לגבול מסוים. מעבר לגבול זה, עודפי אור אינם מנוצלים לפוטוסינתזה אלא גורמים לעליית הטמפרטורה בעלה, דבר שעלול לפגוע בצמח.
פרופ' מושליון הציע כי בשעות חמות עם עודף קרינה, ניתן יהיה להפעיל מנגנון עקיבה (טרקר) שיטה את הפאנלים ויפחית את כמות האור המגיע לצמח. הצללה מלאכותית זו מורידה את הטמפרטורה בסביבות 5 מ"צ. ממחקריו עולה כי צמחים שזכו להצללה מבוקרת לא הניבו פחות יבול. יתרה מכך, קירור הצמח בשעות הצהריים הוביל לשינויים מטבוליים ולשיפור באיכות חנטת הפרי.
לסיכום, פרופסור מושליין קבע כי הצללה דינמית עשויה להוביל לשיפור קל ביבול ולהשפיע על הבשלת הפרי, ואף לאפשר דחייה מבוקרת של ההבשלה, ובכך להשפיע על איכות הפרי הסופית. השימוש בהצללה דינמית גורם לשינויים בטמפרטורה ובמורפולוגיה של העלה, ומאפשר כיוונון מדויק יותר של ההשקיה, תוך יצירת משחק דינמי בין השקיה להצללה והבנה מעמיקה יותר של תצרוכת המים בצמח.
אגרו-וולטאי בגד"ש, מה נדרש ללמוד?
שטחי גידולי השדה בישראל משתרעים על פני כ-1.8 מיליון דונם, כאשר חלק ניכר מהם (כ-680 אלף דונם) מוקדש לגידול חיטה (כ-540 אלף דונם לגרגרים והיתר למספוא). גידולים נוספים כוללים שיבולת שועל, תלתן, תירס, כותנה ואבטיח (לגרעינים). על רקע הצורך הגובר באנרגיה מתחדשת ובשימוש יעיל בקרקע, עולה השאלה האם שילוב דו-שימושי של תשתית אגרו-וולטאית בחקלאות מהווה אופציה בת קיימא ובעלת פוטנציאל אימוץ נרחב בישראל.
ד"ר רועי בן דוד מהמחלקה לגידולי שדה וירקות במנהל המחקר החקלאי מעלה מספר נקודות מרכזיות הטעונות בירור מעמיק טרם הטמעה רחבה של טכנולוגיה זו. בין השאלות המרכזיות: האם ניתן להתאים אמצעי מיכון מתאימים לגידול תחת תשתית אגרו-וולטאית בשטחי גד"ש? והאם אימוץ חקלאות גד"ש דו-שימושית יגרור פחיתת יבול משמעותית בגידולי דגן?
מענה לפערי ידע אלו הוא תנאי הכרחי להטמעה מוצלחת של הטכנולוגיה. השפעת ההצללה על יצרנות הדגן ליחידת שטח היא קריטית. מתקן אגרו-וולטאי עשוי להקטין הן את רכיב קרינת השמש הזמינה (הצללה) והן את אחוז השטח הזמין לקליטת הקרינה על ידי העלווה. בנוסף, יש לבחון את השפעת ההצללה על הפנולוגיה של הגידול, ובפרט האם תהיה לה השפעה ממתנת על הטמפרטורה בסביבת הגידול, ובעקבות כך, על משך תקופת הגידול של הדגן.
כדי לתת מענה לשאלות אלו, החל בנובמבר 2025 מחקר מקיף הבוחן דו-שימוש באנרגיה מתחדשת בשטחים חקלאיים. המחקר מתמקד בבחינה שדה של זני דגן למספוא חורפי, במטרה לבחון את כושר הייצור של שלושה גידולי דגן שונים תחת תנאי הצללה ולהתאים אותם לפלטפורמה של שטח גידול חקלאי דו-שימושי באנרגיות מתחדשות.
מבנה הניסוי הינו דו-גורמי בחלקות מפוצלות. זני דגן שונים ייבחנו בניסוי שדה במושב ישע בשני טיפולים עיקריים: ממשק הצללה (באמצעות פאנל חד-צירי) וביקורת שדה חשוף. הניסוי יתבצע בשתי עונות גידול עוקבות. כל אחד משלושת גידולי הדגן הנבחנים ייוצג על ידי שני זנים מסחריים. בנוסף, תוצב ביקורת אנרגטית של מתקן הפאנלים החד-ציריים.
במהלך המחקר ימדדו מגוון רחב של מדדים, ביניהם: מדדים אקלימיים, מדדי צימוח, מדדי יבול, מדדי תשומות, מדדי קרקע, מדדי הגנת הצומח (מזיקים), מדדים כלכליים ומדדים אנרגטיים.
עם זאת, קיימות מספר בעיות צפויות במהלך המחקר, ביניהן הטרוגניות של ההצללה ועוצמת הקרינה בחלקות הניסוי, וכן הפרעה פיזית של תשתית האגרו-וולטאית לעיבוד יסודי ועיבודים שוטפים במהלך הגידול.
במידה והניסוי בעונה הראשונה לא יזהה זן המראה סבילות מספקת להצללה, ותוצאות השנה הראשונה יצביעו על הצורך בכך, תישקל הרחבת מספר הזנים שייסרקו בניסוי, ואף הכללת גנוטיפים נוספים של דגן.
מחקר זה מהווה צעד חשוב בהערכת הפוטנציאל והאתגרים הטמונים בשילוב מערכות אגרו-וולטאיות בשטחי גידולי שדה בישראל. התוצאות צפויות לספק תובנות קריטיות לגבי התאמת זני דגן לתנאי הצללה, השפעת ההצללה על יבולים ופרמטרים אגרונומיים נוספים, כמו גם היבטים כלכליים ואנרגטיים של מערכות דו-שימושיות אלו. הבנת השפעות אלו תהיה חיונית לקביעת היתכנות הטמעה רחבה של טכנולוגיה חדשנית זו במערכות החקלאות הישראלית.
אופטימיזציה של חלוקת קרינת שמש בין צמחים לבין פנלים
נושא ההרצאה של ד"ר ילנה ויטושקין מהמכון להנדסה חקלאית במנהל המחקר החקלאי היה עתיד הסולאר בחקלאות: דו-קיום בין יבולים, פאנלים סולאריים ופוטנציאל הפיצול הספקטרלי.
השאלה בדבר עתיד השימוש בסולאר בחקלאות עולה ביתר שאת על רקע הצורך הגובר באנרגיה מתחדשת ובשימוש יעיל בשטחים חקלאיים. האם יבולים ופאנלים סולאריים יכולים להתקיים יחד בהרמוניה? זוהי השאלה המרכזית העומדת בבסיס הדיון על שילוב מערכות אגרו-וולטאיות בשטחים חקלאיים בישראל.
ד"ר ילנה ויטושקין מצביעה על מספר יתרונות משמעותיים הטמונים בשילוב מערכות אגרו-וולטאיות:
רווח כלכלי משופר: ייצור חשמל סולארי בשטחים חקלאיים טומן בחובו פוטנציאל לרווחים גבוהים משמעותית (בסדר גודל של פי 10) בהשוואה לרווחים מייצור חקלאי בלבד.
הגנה על יבולים מפני תנאי אקלים קיצוניים: הצללה חלקית של הפאנלים הסולאריים עשויה לספק הגנה מפני קרינת שמש חזקה, גלי חום ואף ברד, ובכך להפחית נזקים ליבולים.
תמיכה ביעדים לאומיים לאנרגיה מתחדשת: שילוב פאנלים סולאריים בשטחים חקלאיים יכול לתרום באופן משמעותי לעמידה ביעדי המדינה לייצור אנרגיה מתחדשת.
שמירה על ביטחון תזונתי: המשך פעילות חקלאית לצד ייצור אנרגיה מבטיח את המשך אספקת המזון.
שימור קרקע חקלאית: שימוש דו-שימושי בקרקע מונע את הצורך בהקצאת שטחים חקלאיים באופן בלעדי למתקנים סולאריים, ובכך שומר על עתודות הקרקע לחקלאות.
ד"ר ויטושקין מספקת נתונים חשובים על שטחי החקלאות בישראל: השטח החקלאי הכולל כ-4,000 קמ"ר, מתוכם כ-1,300 קמ"ר מוערכים כזמינים ומתאימים ליישום פרויקטים אגרו-וולטאיים. שטחים אלו כוללים גידולים מגוונים, כאשר חלק ניכר מהם מוקדש לחיטה (כ-871,874 דונם).
אחד האתגרים המרכזיים בשילוב אגרו-וולטאי הוא ההשפעה של הצללה על יבולים רגישים. צמחים שונים מגיבים באופן שונה להצללה, כאשר התגובה יכולה לנוע מירידה ביבול ועד שיפור בתנאים מסוימים. כדי למזער את ההשפעה השלילית, הוצעה הפרדה ספקטרלית של אור השמש באמצעות פילטרים. רעיון זה נועד להפנות אורכי גל אופטימליים לייצור חשמל לפאנלים, ולאפשר מעבר של אורכי גל החיוניים לצמח.
למרות הפוטנציאל, יישום פיצול ספקטרלי באמצעות פילטרים כרוך באתגרים של עלות גבוהה ומורכבות טכנית. נעשו ניסיונות שונים, כולל שימוש במפצל ספקטרלי מישורי, פאנלים דו-צדדיים ומערכות עקיבה, כדי לבחון את היתכנות הטכנולוגיה.
נערך ניסוי ספציפי לפיצול ספקטרלי באתר גידול חקלאי מתקדם. תוצאות הניסוי אימתו מודל חיזוי יבול והראו כי מערכות עם פיצול ספקטרלי אקטיבי השפיעו טוב יותר על יבולי עגבניות (תוספת של 35% יבול) בהשוואה לחממה ללא הצללה. יתרונות נוספים שנמצאו הם פוטנציאל גבוה לייצור חשמל וחיסכון במים.
לסיכום, שילוב מערכות אגרו-וולטאיות בשטחים חקלאיים בישראל טומן בחובו פוטנציאל משמעותי הן לייצור אנרגיה מתחדשת והן להמשך קיום חקלאות בת קיימא. פיתוח טכנולוגיות מתקדמות כמו פיצול ספקטרלי עשוי לסייע להתגבר על האתגרים הקשורים בהשפעת ההצללה ולמקסם את היתרונות המשולבים של ייצור מזון ואנרגיה על אותה חלקת אדמה.
בסיכום יום העיון שהוקדש לנושא האגרו-וולטאי, הוצגו פתרונות וטכנולוגיות שונות על ידי חברות ישראליות הפועלות בתחום. בנוסף, נערך פאנל דיון בהנחייתו של אבירם ג'ונסון משה"ם,
חברת שיכון ובינוי
עודד מחברת שיכון ובינוי הציג את הפרויקטים של החברה בתחום האגרו-וולטאי, תוך התמקדות באתגרים ובשיקולים המרכזיים בהקמת פרויקטים ארוכי טווח. הודגשו היכולות המקצועיות והיציבות הנדרשות להתמודדות עם אתגרים משתנים לאורך חיי הפרויקט. כמו כן, הודגשה החשיבות של הכנה ותכנון מוקדם לזיהוי וטיפול באתגרים צפויים, וכן הצורך בשיתופי פעולה בין גורמים שונים להצלחת הפרויקטים.
עודד הציג את הפתרון האופטימלי של שיקול הבינוי במתקני אגרו-וולטאי, כפי שהוא מיושם בפרויקטים שלהם, תוך התמקדות ביצירת איזון מיטבי בין ייצור אנרגיה סולארית וגידול חקלאי. הפתרון מתאפיין בשליטה מדויקת ברמת ההצללה ליצירת תנאים אופטימליים לצמיחת הגידולים ובהבטחת צל אחיד על פני כל שטח הגידול. גובה הפנלים מותאם באופן ספציפי לסוג הגידול, ומאפשר מעבר חופשי של כלים חקלאיים ללא צורך בהתאמות מיוחדות, תוך שמירה על עיבוד פשוט וקל. המתקן משלב טכנולוגיות מתקדמות לניהול האנרגיה והחקלאות, ומציע גמישות למגוון רחב של גידולים, לצד תפעול סולארי קל ודל תחזוקה וניצול שטח מרבי הן לגידול והן לייצור אנרגיה, התאמה טבעית בין הגידול למתקן, תוך התחשבות בצרכי הגידול הספציפיים ובתנאי הסביבה הטבעיים.
חברת אנלייט
איתמר מחברת אנלייט הציג את היתרונות והחסרונות של שילוב אגרו-וולטאי בשטחי גידולי שדה (גד"ש) לעומת מטעים. בין היתרונות של גד"ש, הוא הדגיש השקעה מצומצמת בשלב הזריעה, סיכון נמוך יותר לחקלאי, גמישות רבה בבחירת הגידולים והזנים, פוטנציאל ללמידה מהירה, האצת השקעה בתשתיות השקייה, פוטנציאל לשטחים נרחבים וקונסטרוקציה פשוטה יחסית, כמו גם התאמה מינימלית של המיכון החקלאי הקיים.
חברת אנלייט מציעה מודל שבו יזם האנרגיה אחראי על התקנת מערכת השקייה, לצד ניהול חכם של הצללה וקרינה המותאם לדרישות הצמח. כמו כן, החברה מציעה תשתיות סולאריות המאפשרות תנועה חופשית של כלים חקלאיים גדולים מתחת לקו הפאנלים, ותשתיות ומערכות אנרגיה מותאמות במטרה לפתור את בעיית הכדאיות הכלכלית והאנרגטית הנובעת ממרווחי פנלים גדולים.
חברת סאן-טרה
חי תורן מחברת סנטרה הציג את היתרונות של מערך מערכות סולאריות אנכיות לעומת מערכות עקיבה. לדבריו, הצפיפות האנרגטית לדונם במערכות אנכיות גבוהה יותר בלפחות 20%. מערך אנכי יוצר הצללה מינימלית, בעיקר בשעות שמש נמוכה. יתרונות נוספים כוללים תחזוקה מינימלית עקב היעדר מנועים ורכיבים אלקטרוניים רגישים, ותחזוקת ניקוי פנלים מינימלית בעיקר על ידי טל לילי שמנקה את פני הפאנלים. כמו כן, מערכות אנכיות יוצרות מינימום הפרעה לחקלאי, ולכן מציעות כדאיות סולארית כלכלית דומה תוך שמירה על תפוקת יבול גבוהה יותר לדונם.
חי תורן ציין כי החברה מתמקדת במציאת פתרונות אגרו-וולטאיים דו-שימושיים עם גידולי שדה, תוך חיפוש אחר פתרונות לא יקרים להגדלת תפוקת האנרגיה והכדאיות הכלכלית. החידושים של סנטרה כוללים מאונטינג אווירודינמי שמפחית את משקל הברזל והעלויות, וכן ציפוי חדשני לפאנלים אנכיים המגדיל את תפוקת האנרגיה בעוד כ-10% בהשוואה לפאנל זהה ללא ציפוי. כך, ההצבה האנכית מאפשרת ייצור אנרגיה משמעותי גם מקרינת שמש שאינה ישירה.
אריה בוסק מהאגודה המדעית הישראלית לגד"ש וירקות סיכם את יום העיון המוצלח בנושא אגרו-וולטאי במטרה לקדם שילוב מיטבי של מתקני אנרגיה סולארית בחלקות גידולי שדה וירקות, תוך בחינת פתרונות חדשניים להשגת סינרגיה בין ייצור מזון ואנרגיה.
