Daha Yeşil Seralar Daha Enerji Verimli Yetiştirme Gücü Vaat Ediyor
Seralarda meyve ve sebze yetiştirmek, AB tarafından finanse edilen araştırmalar sayesinde yakında daha çevre dostu hale gelebilir.
16 Temmuz 2024, Bárbara Pinho
İspanya'nın güneydoğusundaki Almería eyaletinde çiftçiler, Almería'nın "sera denizi" olarak bilinen yerde yılda tahmini 2,5 ila 3,5 milyon ton meyve ve sebze yetiştiriyorlar. Bu bölgede, seralar göz alabildiğine uzanıyor ve 40.000 hektardan (400 kilometre kare) fazla bir alanı kaplıyor.
Bu üretim sayesinde kıta genelindeki tüketiciler yıl boyunca salatalık, domates ve kavun gibi yiyeceklerin tadını çıkarabiliyorlar. Ancak bir sorun var: Bu seralar enerji ve su kullanımı açısından her zaman çok sürdürülebilir değil.
Serena Danesi, İsviçre'nin Zürih kentindeki Enerji Sistemleri ve Akışkan Mühendisliği Enstitüsü'nde (IEFE) araştırma görevlisidir. Termal mühendislik ve ısı geri kazanımı konusunda uzmanlaşmıştır ve son dört yıldır sera içindeki sıcaklık ve nemi kontrol etmek için yeni, daha enerji verimli ve çevre dostu bir sistem geliştirmeyi amaçlayan AB tarafından finanse edilen TheGreefa projesini yönetmektedir.
Avrupa, iklim hedeflerine ulaşmak ve sürdürülebilir gıda üretimi için standartları belirlemek istiyorsa – 2020 yılında kabul edilen AB'nin "Çiftlikten Çatala" stratejisinde belirtilen bir hedef – sera tarımının sürdürülebilirliğini artırmak önemli bir endişe olacaktır.
Danesi, “Yıl boyunca salatalık, domates ve karpuz yemek istiyorsak, bu ürünlerin yetiştirilmesinin çok fazla enerji ve su tükettiğinin farkında olmamız gerekiyor,” dedi.
İklim Kontrolü
İklim koşullarındaki değişiklikler ve bitkilerin yetişme ortamı üzerinde daha fazla kontrol ihtiyacı, Avrupa genelinde ticari sera yetiştiriciliğinin hızla genişlemesine yol açtı.
2018 yılında, Avrupa'da yaklaşık 210.000 hektar (2.100 kilometre kare) sera olduğu tahmin ediliyordu ve özellikle İspanya (70.000 ha), İtalya (42.800 ha), Fransa, Hollanda ve Orta ve Doğu Avrupa'da yoğunlaşmıştı.
Ancak seraların enerji ihtiyaçları konumlarına göre farklılık gösterir. TheGreefa, önerdikleri sistemin farklı iklim bölgelerinde nasıl performans gösterdiğini araştırmak için İtalya, Fransa, Almanya, İspanya, İsviçre, Polonya ve Tunus'tan araştırmacıları bir araya getiriyor.
Danesi, “Orta Avrupa'daki seralar ısıya ihtiyaç duyar çünkü orası soğuktur. Öte yandan İspanya'da yazın serinlemeye ihtiyaç duyarlar,” dedi. “Bu yüzden Avrupa'nın farklı bölgeleri için farklı sorunlar var.”
Sıcaklığın yanı sıra nem kontrolü de bir sorundur. Bitkilerden suyun buharlaştığı “terleme” olarak bilinen bir süreçte, nem seviyeleri yükselir ve tehlikeli derecede yüksek hale gelebilir. Yüksek nem mantar hastalıklarına neden olabilir, bu da kolayca yayılıp bir mahsulü yok edebilir. Dahası, nem çok yüksekse bitki normal şekilde terleyemez ve ölebilir.
Nemden Isı
TheGreefa araştırmacıları tarafından önerilen dahiyane çözüm, sera sahiplerinin bitkiler tarafından doğal olarak salınan nemi ısı üretmek için kullanmalarını sağlar. Ayrıca, fazla nemden saf suyun geri kazanılmasını da mümkün kılar, böylece hem su hem de enerji tasarrufu sağlanır.
Bir tuz çözeltisi, seradaki artan nemi emer ve bu süreçte termokimyasal bir reaksiyon yoluyla ısı açığa çıkarır.
Danesi, “Havayı nemden arındırabilir ve aynı anda ısı üretebiliriz,” dedi.
Ek bir fayda olarak, bu absorpsiyon süreci, fazla nemden kurtulmak için pencerelerin açılması gerektiğinde kaybedilen ısı miktarını önemli ölçüde azaltarak havalandırma ihtiyacını ortadan kaldırır.
Tuz çözeltisi, emebileceği kadar suyu emdikten sonra, fazla güneş enerjisi tarafından üretilen düşük seviyeli ısı kullanılarak yeniden oluşturulabilir. Bu, tuz ve suyu ayırır ve tuz çözeltisini gerektiğinde saklanmaya ve yeniden kullanılmaya hazır hale getirir.
Tuz çözeltisi tarafından oluşturulan kurutma etkisi, taze ürünlerin, otlar ve meyveler gibi, raf ömrünü uzatmak için kurutulmasında da kullanılabilir. Düşük sıcaklıklarda çalıştığı için, koku ve tat gibi özellikler bozulmadan kalır.
Teknoloji İsviçre ve Tunus'taki seralarda test edildi. İsviçre'de odak noktası ısıtma ve mevsimsel depolama iken, güney ülkelerinde enerji verimliliği ve su geri kazanımı üzerinde duruldu.
Danesi, “Sonuçları şimdi değerlendiriyoruz ve bazı enerji tasarrufları gördük,” dedi. “İsviçre'deki serada sistemimiz ısı enerjisi gereksinimlerini %50 oranında azalttı.”
Umut verici olmasına rağmen, bu teknolojinin ticari seralarda yaygın olarak uygulanması hâlâ uzakta. Pilot testler, şimdilik, daha büyük ölçeğe geçmeden önce daha küçük ölçekli ortamlarda devam edecektir.
Tarım Solar Oluyor
Seraların daha sürdürülebilir hale gelebileceği bir diğer yol, bu yapıların geniş alanları güneş ışığına maruz kalmasından yararlanmaktır. Bu, seraları temiz elektrik üretmek için güneş ışığını kullanma konusunda benzersiz bir konuma getirir.
Ancak bir zorluk, güneş panellerinin opak olma eğiliminde olmasıdır, bu nedenle mahsullerin üzerine yerleştirilemezler, aksi takdirde bunlar büyümez. Bu, elektrik mühendisi Nick Kanopoulos'un, 2021'de sona eren üç yıllık AB tarafından finanse edilen PanePowerSW adlı projede üstlenmeye karar verdiği bir meydan okumaydı.
Nick Kanopoulos, Yunanistan'ın Selanik kentinde bulunan ve yeni nesil güneş teknolojisinde uzmanlaşmış start-up şirketi Brite Solar'ın CEO'sudur.
Kanopoulos, “Aynı arazide hem mahsul hem de enerji üretebileceğimiz, birinin diğerine engel olmadığı bir güneş paneli inşa etmek istedik,” dedi.
Kanopoulos ve ekibi, güneş ışığının UV aralığındaki ışık parçacıklarını emen ve ardından bunları hem fotovoltaik paneller hem de bitki yetiştirme için faydalı olan kırmızı ve mavi görünür spektrum aralıklarında yeniden ileten nanomalzemelerle kaplanmış bir güneş paneli geliştirdi. Bu sayede görünür ışık panellerin içinden geçebilirken, hem elektrik üretimini hem de fotosentezi artırır, bu da teknolojiyi seralarda kullanım için ideal hale getirir.
Temiz Enerji Faydaları
Ekip, panelleri Yunanistan, İspanya, ABD ve Singapur'daki seralarda ve Almanya, Fransa, Hollanda ve Romanya'da açık alan yetiştiriciliğinde test etti. Domates, yaban mersini, süs çiçekleri ve armut ağaçları da dahil olmak üzere farklı mahsuller üzerinde testler yapıldı. Sonuçları, çiftçilerin mahsul yetiştirirken temiz enerji üreterek karbon ayak izlerini önemli ölçüde azaltabileceklerini gösterdi.
Çiftçilerin kendi enerjilerini üretebilmelerinin yanı sıra, yenilikçi sera yapısı daha fazla avantaj sunar. Yağmur suyunu mahsullerde kullanılmak üzere toplar ve olumsuz hava koşullarına karşı koruma sağlar. Ayrıca, su buharlaşmasını azaltarak sulama için gereken su miktarında önemli bir düşüş sağlar - yaklaşık %20-40 oranında.
Kanopoulos'un ekibi şimdi genişliyor ve Yunanistan'da güneş camı üretimini otomatikleştirmek ve hızlandırmak için bir fabrika inşa ediyor. Bu fabrika ile şirket, nanokaplama uygulamasını güneş paneli montajı ile tek bir üretim hattında birleştirebilecek.
Bu, tarım sektörünü daha sürdürülebilir hale getirme çabasında hem küçük hem de büyük çiftçilere ulaşmalarına yardımcı olacaktır.
Kanopoulos, “Bu teknolojinin yaygın kullanımı tarımı büyük ölçüde karbondan arındıracak ve sürdürülebilir gıda üretimine katkıda bulunacak,” dedi.
https://projects.research-and-...
Bu makaledeki araştırma AB'nin Horizon Programı tarafından finanse edilmiştir. Görüşülen kişilerin görüşleri, mutlaka Avrupa Komisyonu'nun görüşlerini yansıtmaz. Bu makaleyi beğendiyseniz, lütfen sosyal medyada paylaşmayı düşünün.
