हरित ग्रीनहाउस अधिक ऊर्जा-कुशल उगाने की क्षमता का वादा करते हैं

हरित ग्रीनहाउस अधिक ऊर्जा-कुशल उगाने की क्षमता का वादा करते हैं

फलों और सब्जियों की ग्रीनहाउस में खेती करना जल्द ही EU द्वारा वित्त पोषित अनुसंधान के धन्यवाद से अधिक पर्यावरण-अनुकूल हो सकता है।

16 जुलाई 2024, बारबरा पिन्हो द्वारा

स्पेन के दक्षिणपूर्वी प्रांत अल्मेरिया में, किसान हर साल अनुमानित 2.5 से 3.5 मिलियन टन फलों और सब्जियों की खेती करते हैं, जिसे अल्मेरिया का "ग्रीनहाउस का सागर" कहा जाता है। इस क्षेत्र में, ग्रीनहाउस जितनी दूर तक आंखें देख सकती हैं उतनी दूर तक फैले हुए हैं, जो 40,000 हेक्टेयर (400 वर्ग किलोमीटर) से अधिक क्षेत्र को कवर करते हैं।

यह उत्पादन आंशिक रूप से इस कारण से है कि पूरे महाद्वीप में उपभोक्ता साल भर खीरे, टमाटर और तरबूज जैसे खाद्य पदार्थों का आनंद ले सकते हैं। लेकिन एक समस्या है, ये ग्रीनहाउस ऊर्जा या पानी के उपयोग के मामले में हमेशा बहुत स्थायी नहीं होते हैं।

सेरेना डनेसी स्विट्ज़रलैंड के ज्यूरिख में ऊर्जा प्रणालियों और द्रव इंजीनियरिंग (IEFE) संस्थान में एक अनुसंधान सहयोगी हैं। वह थर्मल इंजीनियरिंग और हीट रिकवरी में विशेषज्ञता रखती हैं और पिछले चार वर्षों से TheGreefa परियोजना का नेतृत्व कर रही हैं, जिसे EU से धन प्राप्त हुआ है ताकि ग्रीनहाउस में तापमान और आर्द्रता को नियंत्रित करने के लिए एक नया, अधिक ऊर्जा-कुशल और पर्यावरण-अनुकूल प्रणाली विकसित की जा सके।

यदि यूरोप अपने जलवायु लक्ष्यों को प्राप्त करना चाहता है और 2020 में अपनाई गई EU की "फार्म टू फोर्क" रणनीति में निर्धारित एक लक्ष्य - स्थायी खाद्य उत्पादन के लिए मानक स्थापित करना चाहता है, तो ग्रीनहाउस खेती की स्थिरता में सुधार एक प्रमुख चिंता का विषय होगा।

डनेसी ने कहा, "अगर हम साल भर खीरे, टमाटर और तरबूज खाना चाहते हैं, तो हमें यह समझना होगा कि उनकी खेती में बहुत सारा ऊर्जा और पानी लगता है।"

जलवायु नियंत्रण

जलवायु परिस्थितियों में बदलाव और फसलों के बढ़ने वाले पर्यावरण पर अधिक नियंत्रण की आवश्यकता ने यूरोप भर में वाणिज्यिक ग्रीनहाउस खेती के तेजी से विस्तार को प्रेरित किया है।

2018 में अनुमान लगाया गया था कि यूरोप में लगभग 210,000 हेक्टेयर (2,100 वर्ग किलोमीटर) ग्रीनहाउस थे, जिसमें स्पेन (70,000 हेक्टेयर), इटली (42,800 हेक्टेयर), फ्रांस, नीदरलैंड और मध्य और पूर्वी यूरोप में विशेष रूप से उच्च सांद्रता थी।

हालांकि, ग्रीनहाउस की ऊर्जा आवश्यकताएं उनके स्थान के अनुसार भिन्न होती हैं। TheGreefa इटली, फ्रांस, जर्मनी, स्पेन, स्विट्ज़रलैंड, पोलैंड और ट्यूनीशिया के शोधकर्ताओं को एक साथ लाता है ताकि उनके प्रस्तावित प्रणाली विभिन्न जलवायु क्षेत्रों में कैसे प्रदर्शन करती है, इसका अध्ययन कर सकें।

डनेसी ने कहा, "मध्य यूरोप में ग्रीनहाउस को गर्मी की आवश्यकता होती है क्योंकि वहाँ ठंड होती है। दूसरी ओर, स्पेन में, उन्हें गर्मियों में ठंडक की आवश्यकता होती है। इसलिए यूरोप के विभिन्न हिस्सों के लिए अलग-अलग समस्याएं हैं।"

तापमान के अलावा, आर्द्रता नियंत्रण भी एक समस्या है। जब पानी पौधों से एक प्रक्रिया में वाष्पित होता है जिसे "ट्रांसपिरेशन" कहा जाता है, तो आर्द्रता का स्तर बढ़ जाता है और खतरनाक रूप से उच्च हो सकता है। उच्च आर्द्रता फंगल रोगों का कारण बन सकती है, जो आसानी से फैल सकते हैं और फसल को नष्ट कर सकते हैं। इसके अलावा, यदि आर्द्रता बहुत अधिक होती है, तो पौधा सामान्य रूप से ट्रांसपायर नहीं कर पाएगा और मर जाएगा।

आर्द्रता से गर्मी

TheGreefa शोधकर्ताओं द्वारा प्रस्तावित अद्वितीय समाधान ग्रीनहाउस मालिकों को पौधों द्वारा स्वाभाविक रूप से रिलीज़ की गई नमी का उपयोग करके गर्मी उत्पन्न करने की अनुमति देता है। यह अतिरिक्त नमी से शुद्ध पानी को भी पुनः प्राप्त करना संभव बनाता है, जिससे पानी और ऊर्जा दोनों की बचत होती है।

एक नमक घोल ग्रीनहाउस में बढ़ी हुई नमी को अवशोषित करता है, और इस प्रक्रिया में थर्मो-केमिकल प्रतिक्रिया के माध्यम से गर्मी उत्पन्न करता है।

डनेसी ने कहा, "हम एक ही समय में हवा को डीह्यूमिडिफाई और गर्मी उत्पन्न कर सकते हैं।"

एक अतिरिक्त लाभ यह है कि यह अवशोषण प्रक्रिया वेंटिलेशन की आवश्यकता को समाप्त करती है, जिससे अत्यधिक नमी से छुटकारा पाने के लिए खिड़कियां खोलने पर खो जाने वाली गर्मी की मात्रा में काफी कमी आती है।

एक बार जब नमक घोल अधिकतम मात्रा में पानी अवशोषित कर लेता है, तो इसे अधिशेष सौर ऊर्जा से उत्पन्न कम स्तर की गर्मी का उपयोग करके पुनः उत्पन्न किया जा सकता है। यह नमक और पानी को अलग करता है, जिससे नमक घोल को स्टोर और पुनः उपयोग के लिए तैयार रखा जा सकता है।

नमक घोल द्वारा उत्पन्न डीह्यूमिडिफाइंग प्रभाव का उपयोग ताजे उत्पादों जैसे जड़ी-बूटियों और फलों को सुखाने के लिए भी किया जा सकता है ताकि उनकी शेल्फ जीवन को बढ़ाया जा सके। क्योंकि यह निम्न तापमान पर काम करता है, इसलिए गंध और स्वाद जैसी गुणों को बरकरार रखा जाता है।

इस तकनीक का परीक्षण स्विट्ज़रलैंड और ट्यूनीशिया के ग्रीनहाउस में किया गया था। स्विट्ज़रलैंड में, ध्यान गर्मी और मौसमी भंडारण पर था, जबकि दक्षिणी देशों में ध्यान ऊर्जा दक्षता और पानी की पुनः प्राप्ति पर था।

डनेसी ने कहा, "हम अब परिणामों का मूल्यांकन कर रहे हैं और हमने कुछ ऊर्जा बचत देखी है। स्विस ग्रीनहाउस में, हमारे सिस्टम ने थर्मल ऊर्जा आवश्यकताओं को 50% तक कम कर दिया।"

हालांकि यह आशाजनक है, इस तकनीक का व्यावसायिक ग्रीनहाउस में व्यापक रूप से लागू होना अभी भी दूर है। पायलट परीक्षण, फिलहाल, छोटे पैमाने पर वातावरण में जारी रहेगा और फिर बड़े पैमाने पर स्थानांतरित होंगे।

कृषि सौर ऊर्जा की ओर बढ़ रही है

ग्रीनहाउस को और अधिक स्थायी बनाने का एक और तरीका यह होगा कि इन संरचनाओं द्वारा कब्जा किए गए विशाल क्षेत्रों का लाभ उठाया जाए जो सूरज की रोशनी से भरे हुए हैं। यह ग्रीनहाउस को स्वच्छ बिजली उत्पन्न करने के लिए सूर्य के प्रकाश का उपयोग करने की एक अद्वितीय स्थिति में रखता है।

हालांकि, एक चुनौती यह है कि सौर पैनल आमतौर पर अपारदर्शी होते हैं, इसलिए उन्हें फसलों के ऊपर नहीं रखा जा सकता है, अन्यथा वे नहीं बढ़ेंगी। यह वह चुनौती थी जिसका सामना इलेक्ट्रिकल इंजीनियर निक कनोपोलस ने एक तीन साल के EU-वित्त पोषित परियोजना PanePowerSW में किया, जो 2021 में समाप्त हुई।

निक कनोपोलस ग्रीस के थेसालोनिकी में स्थित स्टार्टअप कंपनी Brite Solar के सीईओ हैं, जो अगली पीढ़ी की सौर प्रौद्योगिकी में विशेषज्ञता रखती है।

उन्होंने कहा, "हम कृषि के लिए उपयुक्त सौर पैनल बनाना चाहते थे ताकि हम एक ही जमीन पर फसलों और ऊर्जा दोनों का उत्पादन कर सकें, बिना किसी के दूसरे को बाधित किए।"

कनोपोलस और उनकी टीम ने एक सौर पैनल विकसित किया जो नैनो सामग्री से कोटेड है जो सूरज की रोशनी के UV रेंज में प्रकाश कणों को अवशोषित करती है, जो ना तो फोटोवोल्टिक पैनलों के लिए और ना ही पौधों की वृद्धि के लिए उपयोगी हैं। फिर यह उन्हें दृश्य स्पेक्ट्रम के लाल और नीले रेंज में पुन: प्रसारित करता है, जो दोनों के लिए उपयोगी हैं।

दृश्यमान प्रकाश इस प्रकार पैनलों के माध्यम से गुजर सकता है जबकि बिजली उत्पादन और प्रकाश संश्लेषण दोनों को बढ़ावा देता है, जिससे यह तकनीक ग्रीनहाउस में उपयोग के लिए आदर्श बनती है।

स्वच्छ ऊर्जा के लाभ

टीम ने ग्रीस, स्पेन, अमेरिका और सिंगापुर के ग्रीनहाउस में और जर्मनी, फ्रांस, नीदरलैंड और रोमानिया में खुले क्षेत्र में खेती में पैनलों का परीक्षण किया। विभिन्न फसलों पर परीक्षण किए गए, जिनमें टमाटर, ब्लूबेरी, सजावटी फूल और नाशपाती के पेड़ शामिल हैं। उनके परिणामों से पता चला कि किसान अपनी फसलें उगाते समय स्वच्छ ऊर्जा उत्पन्न करके अपनी कार्बन डाइऑक्साइड की पदचिह्न को काफी

हद तक कम कर सकते हैं।

इसके अलावा कि किसान अपनी ऊर्जा खुद पैदा कर सकते हैं, नवाचारी ग्रीनहाउस संरचना और भी लाभ प्रदान करती है। यह फसलों के लिए बारिश के पानी को इकट्ठा करता है और प्रतिकूल मौसम से सुरक्षा प्रदान करता है। यह जल वाष्पीकरण को भी कम करता है, जिससे सिंचाई के लिए आवश्यक पानी की मात्रा में लगभग 20-40% की कमी होती है।

कनोपोलस की टीम अब विस्तार कर रही है और ग्रीस में एक कारखाना बना रही है ताकि सौर ग्लास के उत्पादन को स्वचालित और तेज किया जा सके। उन्होंने कहा कि इस कारखाने के साथ, कंपनी नैनो कोटिंग अनुप्रयोग को सौर पैनल असेंबली के साथ एक उत्पादन लाइन में संयोजित कर सकेगी।

यह उन्हें अधिक ग्राहकों तक पहुंचने में मदद करेगा, चाहे वे छोटे किसान हों या बड़े किसान, और कृषि क्षेत्र को अधिक स्थायी बनाने का प्रयास करेगा।

कनोपोलस ने कहा, "हमें लगता है कि इस तकनीक का व्यापक उपयोग कृषि को बड़े पैमाने पर डीकार्बोनाइज करेगा और स्थायी खाद्य उत्पादन में योगदान देगा।"

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इस लेख में अनुसंधान को EU के Horizon प्रोग्राम द्वारा वित्त पोषित किया गया था। साक्षात्कारकर्ताओं के विचार आवश्यक नहीं कि यूरोपीय आयोग के विचारों को प्रतिबिंबित करते हों। यदि आपको यह लेख पसंद आया हो, तो कृपया इसे सोशल मीडिया पर साझा करने पर विचार करें।