مزرعه کارآمد آینده در آسمان

دنیای اقتصاد: در پنج طبقه بالاتر از سطح زمین در دانشگاه ایالتی کلرادو، باغی بسیار باورنکردنی در زیر ردیف‌های طولانی صفحات خورشیدی روی پشت بام در حال رشد است. این یک بام سبز معمولی نیست، بلکه یک آزمایشگاه گسترده و پر از حسگر در فضای باز است که توسط باغبان جنیفر بوسلوت نظارت می‌شود. ایده کشاورزی پشت بام در حقیقت شبیه‌سازی یک جنگل در بالای یک ساختمان است. همان‌طور که سایه درختان سر به فلک کشیده از درختان و گیاهان کوچک در برابر تنش خورشید محافظت می‌کند، پنل‌های خورشیدی نیز می‌توانند رشد گیاهان را تشویق کنند.

هدف کلی این تحقیقات این است که غذای بیشتری برای جمعیت شهری با این روش تولید شود و همه اینها در عین صرفه‌جویی در مصرف آب، یک انرژی پاک و تجدیدپذیر را نیز تولید می‌کنند. همچنین این نوآوری موجب می‌شود که ساختمان‌ها در مصرف انرژی بسیار کارآمدتر شوند. بوسلوت می‌‌گوید: وقتی اندکی تأمل می‌‌کنید و به آنچه ما به عنوان یک جامعه به آن نیاز داریم می‌اندیشید به این نتیجه می‌رسید که بلوک‌‌های سازنده‌ آینده ما مانند همیشه، غذا، انرژی و آب خواهند بود. با کمک فناوری آگریوولتائیک روی پشت‌بام، شما می‌توانید، به‌خصوص در یک فضای عمدتا بدون استفاده، دو مورد از آن عناصر حیاتی را تولید کنید و سومی را نیز حفظ کنید.

به طرز چشمگیری داده‌های اولیه نشان می‌دهد که استفاده از این تکنیک روی پشت‌بام، مصرف آب را تا یک‌سوم کاهش می‌دهد. از طرف دیگر کشاورزی روی پشت‌بام از ظرفیت کامل آفتاب استفاده می‌کند و از آنجا که محصولات کشاورزی در سایه قرار دارند، آب کمتری تبخیر می‌شود. همچنین سنسورهایی زیر پنل‌های خورشیدی دمای هوا و همچنین دما و رطوبت خاک را اندازه‌گیری می‌کنند. حتی زمانی که آب تبخیر می‌شود، در واقع یک مزیت قابل‌توجه برای پنل‌‌های خورشیدی بالای سر خود به همراه می‌آورد، زیرا آنها هر چه گرم‌‌تر می‌‌شوند راندمان‌شان کمتر می‌شود.

اساسا، گیاهان و خاک، بخار آب را به سمت پنل‌ها سوق می‌دهند و روی آنها شبنم ایجاد می‌شود که آنها را خنک می‌کند و از گرم شدن بیش از حد آنها جلوگیری می‌کند. همچنین چنین سیستم سقفی اگر آب باران را جذب کند و به عنوان مثال در مخازنی تخلیه شود که خارج از فصول بارانی مورد استفاده قرارگیرد، می‌تواند حتی کارآمدتر شود. همچنین بام‌های پوشیده شده از سبزه نیز بازده انرژی ساختمان را در مقایسه با زمانی که خورشید مستقیما روی یک بام برهنه بتابد، تا حدود ۱۰‌درصد افزایش می‌دهند. یعنی برای خنک کردن مناسب خانه خود در طول موج گرما نیازی به تهویه مطبوع ندارید. هرچند این مزیت فقط برای بالاترین طبقه یک ساختمان چند طبقه اعمال می‌شود. با توجه به اثر جزیره گرمایی در فضای شهری، دمای شهر می‌تواند بسیار بالاتر از مناطق روستایی اطراف افزایش یابد، که دارای فضای سبز زیادی برای تعریق و خنک کردن هوا هستند و این یک مزیت محسوب می‌شود. با فناوری آگریوولتائیک روی پشت بام، شما اساسا فضای سبز را به داخل شهر می‌آورید، استراتژی که به عنوان شهرنشینی شناخته می‌شود. هر چه فضای سبز بیشتری را بتوانیم وارد کلان‌شهرها کنیم، بیشتر می‌توانیم دمای بالا رفتن زمین را کنترل کنیم.

حتی اگر محصولات زراعی در معرض باد بیشتر و دمای بالا در بام قرار گیرند، این آزمایش‌های اولیه نشان می‌دهد که آنها می‌توانند واقعا رشد خوبی داشته باشند که تا حد زیادی به لطف سایه پنل‌هاست. بوسلوت می‌‌گوید: سال گذشته، که اولین فصل رشد ما بود، متوجه شدیم که فلفل‌‌های چیلی روی بام‌‌ها خیلی خوب عمل می‌کنند. آنها نوعی سیستم ریشه‌ای ضعیف دارند که شرایط موادمغذی بالا را دوست ندارند. اما آنها در گرما رشد می‌کنند. این دانشمندان همچنین در حال آزمایش روی گیاهانی هستند که در زیر صفحات خورشیدی قرار ندارند. به عنوان مثال، علف‌‌ها، گل‌‌هایی را رشد می‌دهند که گرده‌‌افشان‌‌ها را جذب می‌کنند، از این رو گرده‌‌افشانی محصولات کشاورزی، تامین موادمغذی بیشتری را برای گیاهان به دنبال دارد.

همچنین تنوع گونه‌های گیاهی، تنوع رنگ گل‌ها را فراهم می‌کند که انواع مختلف گرده افشان‌ها مانند زنبورها و مرغ مگس خوار را جذب می‌کند. پروانه‌ها تمایل دارند به سمت گل‌های سفید جذب شوند، زیرا در شب راحت‌تر دیده می‌شوند و در نهایت گرده افشان در این سیستم پرکارتر از آنچه تصور می‌کنید هستند. بنابراین هدف از آگریوولتائیک روی پشت بام فقط تولید برق و تغذیه جمعیت شهری نیست، بلکه تقویت اکوسیستم‌های بومی نیز می‌تواند باشد، آن هم فقط در فضای چند فوت در آسمان شهر.

عمودی یا شهری؟

طبق آمار سازمان جهانی تا سال ۲۰۵۰ باید ۷۰‌درصد غذای بیشتری تولید شود و تا ‌‌همین سال بیشتر از ۸۶‌درصد جمعیت زمین در شهرها مستقر می‌‌شوند و از حالا کشاورزی آهسته‌‌آهسته با روستاها خداحافظی می‌کند، پس بهتر است از هم اکنون به فکر نوعی از کشاورزی باشیم که امکان آن در شهرها فراهم است، کشاورزی عمودی و شهری!

مشکلی که در این خصوص ذکر می‌شود هزینه‌های بالای راه‌اندازی امکانات و تاسیسات کشاورزی عمودی است در حالی که می‌توان از پتانسیل‌های موجود و فضاهای خالی مانند پشت‌بام‌ها استفاده کرد، مثلا برآورد شده که در یک شهر به اندازه منچستر انگلستان سطح پشت‌‌بام‌‌های مسطح بلااستفاده، ‌‌ از ۱۳۶ هکتار تجاوز می‌‌کند، اگرچه گلخانه‌‌های نصب شده بر پشت‌‌بام‌‌ها تا اندازه‌‌ای محصول کمتری تولید می‌کنند، اما دست‌‌کم به انرژی‌‌ای تا ۷۰‌درصد کمتر از مزارع عمودی که در آنها از نور مصنوعی برای رشد گیاهان استفاده می‌شود، احتیاج دارند.