باغ نیرو یا کشت نیرو
مجتمع باغ نیرو یا همان کشت نیرو از مازاد انرژی خورشیدی یا انرژی حرارتی لازم برای باغ یا مزرعه برای افزایش عملکرد زمین و راندمان سرمایه استفاده می کند.
در مجتمع باغ نیرو فرض ما بر این است که اقلیم جنوب ایران تابش مازاد و احیانا مضر در بعضی ساعات، دارد و از سوی دیگر زیرساخت های ایجاد شده در مزارع برای مقاصد کشاورزی و باغداری می تواند برای تولید نیرو استفاده شود.
سقف خورشیدی برای جذب انرژی و تزریق به شبکه استفاده می شود.
این سقف ساعات تابش مستقیم را کمتر میکند و در مجموع فضای محیط رامتعادلتر می کند.
تمام باغ مسقف نمی شود. سوله ها به شکل متناسبی در باغ نیرو پخش می شوند.
انواع باغ نیروی متصور در ایران به شرح ذیل می تواند دسته بندی شود.
- خورشیدی
- بادی
- حرارتی
- زمین توان
باغ نیروی خورشیدی
در باغ نیروی خورشیدی – می توان به جای اینکه استراکچر را روی زمین نصب کنیم ارتفاع را بالا برده (متناسب با ارتفاع درخت) و باز به جای پوشش 100% بسته به اقلیم و شدت نور منطقه از پوشش کمتر از 50 درصد استفاده کنیم. ارتفاع باید تا حدی بالا باشد که سایه تاریک ایجاد نشود.
در فصول سرد سال نیز با توجه به وجود استراکچر می توان با پلاستیک دیواره ها را تا ارتفاع مناسبی پوشش داد تا گرما کمی محبوس بماند و درختان سرما سوز نشوند.
با توجه به اینکه خود استراکچرها اقلیم را معتدل تر می کنند لازم نیست تمام باغ را مسقف کنیم در طرح پیشنهادی 40% مسقف دیده شده که پراکنده هم هستند.
با این سیستم هر هکتار باغ حدود 500 کیلووات توان تولید می کند. باغ پسته نمونه فوق (12 هکتاری) توانی در حدود 6 مگاوات خواهد داشت که در روزهای تابستان در اقلیمی نظیر کرمان 42 مگاوات ساعت در روز یا حدود 12،600 مگاوات ساعت در سال برق تحویل شبکه خواهد داد. این میزان انرژی حدود 31 میلیارد تومان به سود سالانه باغ خواهد افزود.
باغ نیروی بادی
در مناطق بادخیز مثل بینالود ، دوروح و منجیل می توان در باغات و مزارع به فاصله مناسب از دکلهای انرژی بادی استفاده کرد. با این کار عملاً بادهای شدید منطقه نیز تا حدی کنترل و متعادل می شوند. حتی می توان از توربینهای بادی کوچک در بالای سقف گلخانهها نیز استفاده کرد. این باغ نیرو را در اغلب کریدورهای باد کشور می توان پیاده سازی کرد.
باغ نیروی حرارتی
میکروتوربین یکی از بهترین تکنولوژیها در صنعت کشاورزی و غذایی است. همانگونه که در مقاله انرژی گلخانه اشاره شده است ، از این تکنولوژی در فرآیند کاشت داشت و برداشت میتوان استفاده کرد و در ضمن در فرآیندهای پس از برداشت – فرآوری و نگهداری – نیز میتوان بهره جست.
باغ نیروی زمین توان
همانگونه که بارها اشاره شد ، در دنیای امروز هم به انرژی عظیم ذخیره در زمین کمتر توجه میشود. زمین مظهر پایداری و تعادل است و میدانیم که دمایی تقریباً متعادل دارد. (دمایی حدود 15.5 تا 18.5 درجه سانتیگراد در عمق حدود 3.5 متر).
این دما در تابستان و زمستان می تواند برای تعدیل دمای باغ بسیار کمک کننده باشد. ایرتیوبها برای این کار بسیار مناسب هستند. بین ردیف درختان می توان لولههای پلی اتیلن موجدار یا Corrugate استفاده کرد. توجه شود که اگر هوا با سرعت 3 متر بر ثانیه در لوله ای با طول 100 متر در عمق 2 تا 3 متری زمین جریان یابد به دمایی حدود 16 در زمستان و 19 درجه در تابستان خواهد رسید. مهندسان حرارت و سیالات می توانند زیرساختهای اینچنینی برای باغ طراحی کنند.
باغ نیروی نمونه و تحلیل اقتصادی طرح
این باغ با ابعاد حدود ۱۲ هکتار در اقلیم کرمان طراحی شده است. ۴ استراکچر نصب پنل خورشیدی در باغ در نظر گرفته شده است. سوله ها با عرض ۴۸ متر و در طول ۲۰۰ متر طراحی شده اند. هر کدام از این سوله ها چهار باغچه به مساحت نزدیک به یک هکتار (۹۶۰۰ متر مربع) را می پوشانند. فضای خالی بین سوله ها هم می تواند تا حدی از حفاظت این استراکچرها بهره بگیرند. این استراکچرها به عنوان بادشکن هم در کل باغ عمل می کنند.
در طرح مفهومی استراکچرها شرقی – غربی جانمایی شده اند سطح شیب دار سقف مقابل جنوب و با زاویه حدود ۳۰ درجه از افق طراحی شده است.
ارتفاع سقف ۱۲ متر (بالاترین نقطه) در نظر گرفته شده و بنابراین ارتفاع مفید سقف حداقل ۸.۵ متر خواهد بود.
پنل روی وتر (ضلع شیب دار) نصب می شود.
در کرمان بهترین زاویه نصب پنل ۲۹ تا ۳۳ درجه است و با توجه به اینکه فاصله درختان ۴ یا ۶ متر است، مهندسین سرباغ با همکاری آتا و آنسالدو گرین تک ایتالیا سقف دندانه اره ای با ابعاد هر گام دندانه ۴ متر یا ۶ متر را طراحی کرده اند و برای رسیدن به زاویه ۳۰ درجه سقف ، ارتفاع عمودی سقف را ۳.۴۶ متر برای گام ۶ متر و ۲.۳۱ برای گام ۴ متر در نظر گرفته اند.
بر اساس طراحی مفهومی انجام شده ، سقف به گونه ای پوشش داده می شود که روی ارتفاع ۳ متر از کف باغ شدت نور در محدوده ۲۰ تا ۳۰ هزار لوکس در ظهر تابستان قرار گیرد. بنابراین پوشش سقف بین ۳۰ تا ۴۰ درصد طراحی شد. در طرح با گام ۴ متر عرض پنلها ۲ متر و طول آنها ۲ متر و در طرح با گام ۶ متر عرض ۳ متر و طول هم ۳ متر در نظر گرفته شده است.
همانگونه که قبلا نیز عنوان شد ، سقف مرتفع طراحی می شود که سایه تاریک زیر آن ایجاد نشود. بر اساس بررسی انجام شده ارتفاع ۱۰ متر برای استراکچر مناسب است.
توصیف هزینهها
هزینه اجرای طرح که نسبت به طرح مرسوم نیروگاه خورشیدی، یک سکوی باز (پلتفرم اکسپوز) روی ارتفاع ۱۰ متر اضافه دارد و پنلهای کمتری روی استراکچر بزرگتر دارد تا حد قابل توجهی بیشتر است. از سوی دیگر زمین کاربری کشاورزی و باغی خود را حفظ میکند.
هزینه استراکچر: سکوی یک هکتاری که روی آن باید پنل نصب شود یکپارچه است و در طرح مفهومی 10 متشکل از 12 پایه مستحکم و 6 پل پایدار و سکوهای سرویس – باریک پشت پنل – است که نسبت به استراکچر روی زمین پیچیدهتر و قطعاً گرانتر است و برای عبور نور مجبور هستیم تعداد پنلهای کمتری روی واحد سطح پیاده کنیم. بر اساس بررسی های انجام شده تیم اقتصادی سرباغ و آتا هزینه استراکچر به ازای هر کیلووات توان نیروگاه 130 درصد افزایش خواهد داشت. مقایسه شاخص های کلیدی باغ نیرو و یک نیروگاه اختصاصی خورشیدی در زیر آمده است.
- توان تولیدی در هر متر مربع (از زمین تخصیصی) 60 وات در مقابل 90 وات
- هزینه استراکچر در ارتفاع 1.4 میلیون تومان در برابر 900 هزار تومان بر متر مربع (کل زمین)
از سوی دیگر سایر هزینهها تفاوت نخواهد داشت فقط هزینه نگهداری کمتر خواهد شد چون گرد و خاک در ارتفاع کمتر است و در دسترس نبودن پنل ها هم موجب دستکاری کمتر و بروز آسیب کمتر به پنل خواهد بود.
هزینه استراکچر برای تولید هر کیلووات برق روی ارتفاع 10 متری زمین حدود 500 دلار خواهد بود.
سایر هزینه ها حدود 450 دلار بر هر کیلووات است که شامل هزینه پنل ، اینورتر ، اتصال به گرید خواهد بود.
با این روش هزینه تولید هر کیلووات برق در باغ نیروی خورشیدی 950 دلار خواهد بود.
با احتساب فروش هر کیلووات 2500 تومان و متوسط 7 ساعت در روز تابش حدود 150 دلار در سال می شود که بنابراین بازگشت سرمایه ای حدود 6 ساله خواهد داشت. توجه شود که درآمد باغ هم حداقل همان میزان سابق است و هزینههای بهرهبرداری از باغ و خسارات آن به شدت کاهش مییابد.
خلاصه اینکه باغچه نیروی ۹۶۰۰ متری ما مشخصات زیر را خواهد داشت:
- مساحت استراکچر : ۹۶۰۰ متر مربع
- توان برق تولیدی: ۶۰۰ کیلووات
- ساعت متوسط روزانه تولید : ۷ ساعت
- تعداد روز بهره برداری: ۳۵۰ روز
- ساعت بهره برداری در سال: ۲۴۵۰ ساعت
- انرژی قابل فروش : ۱،۴۷۰ مگاوات ساعت
- قیمت متوسط فروش هر کیلووات ساعت: ۲۵۰۰ تومان
- درآمد سال: ۳ میلیارد و ۶۷۵ میلیون تومان
سرمایه گذاری لازم
- ساخت و نصب استراکچر: ۱۳ میلیارد و ۴۴۰ میلیون تومان
- خرید پنل ، اینورتر و سیم کشی و نصب : ۱۲ میلیارد و ۱۵۰ میلیون تومان
جمعا ۲۵ میلیارد و ۵۹۰ میلیون تومان
منابع: