Ջերմոցային տնտեսությունների համար արևային էներգիան սովորաբար դիտարկվում է որպես էլեկտրաէներգիայի ծախսը նվազեցնելու միջոց։ Սակայն Իսպանիայում իրականացված նոր հետազոտությունը ցույց է տալիս, որ արևային վահանակները կարող են ջերմոցի համար ունենալ ևս մեկ կարևոր առավելություն՝ նվազեցնել ներսի ջերմաստիճանը և ջրի կորուստը։
Խաենի համալսարանի (University of Jaén) գիտնականները փորձարկել են կիսաթափանցիկ արևային վահանակներ, որոնք տեղադրվում են ջերմոցի տանիքի փոխարեն։ Դրանք միաժամանակ էլեկտրաէներգիա են արտադրում և վերահսկում են ջերմոց ներթափանցող արևի ճառագայթումը։
Ջերմոցը կարող է մինչև 5 աստիճանով ավելի սառը լինել
Փորձարկումների ընթացքում կիսաթափանցիկ ֆոտովոլտային վահանակներով ծածկված ջերմոցներում ջերմաստիճանի առավելագույն նվազումը հասել է 5°C-ի։
Վահանակները նվազեցրել են ջերմոց ներթափանցող արևային ճառագայթման քանակը, ինչի արդյունքում ներսում ձևավորվել է ավելի զով և խոնավ միջավայր։ Սա հատկապես կարևոր է շոգ և չոր կլիմա ունեցող շրջաններում, որտեղ ամռանը ջերմոցի գերտաքացումը կարող է խնդիր դառնալ բույսերի համար։
Ամենահետաքրքիր արդյունքը՝ ջրի խնայողությունը
Հետազոտության ընթացքում գիտնականները նկատել են, որ ավելի զով և խոնավ պայմանները նվազեցնում են բույսերից և հողից ջրի գոլորշիացումը։
Փորձարկված երկու տեխնոլոգիաների դեպքում ջրի կորուստը նվազել է տարբեր չափերով։
Կադմիումի տելուրիդով (CdTe) վահանակների դեպքում նվազումը կազմել է մոտ 31%, իսկ ամորֆ սիլիցիումի (a-Si) վահանակների դեպքում՝ ավելի քան 60%։
Այսինքն՝ արևային վահանակը ջերմոցի տանիքին կարող է ոչ միայն էլեկտրաէներգիա արտադրել, այլև օգնել, որ ջուրը ավելի դանդաղ հեռանա բույսերից և հողից։
Սա հատկապես կարևոր է այն տարածաշրջանների համար, որտեղ ջուրը սահմանափակ ռեսուրս է։
Բայց բույսերին արևի լույս է պետք
Այստեղ առաջանում է հիմնական խնդիրը․ եթե արևային վահանակը փակում է արևի լույսի մի մասը, արդյո՞ք բույսը չի սկսի ավելի վատ աճել։
Հետազոտողները հենց այս հարցն են ուսումնասիրել։
Փորձարկվել են երկու տեսակի կիսաթափանցիկ ֆոտովոլտային վահանակներ՝ CdTe և ամորֆ սիլիցիում։ Գիտնականները չափել են ոչ միայն ջերմաստիճանն ու խոնավությունը, այլև այն, թե ինչ քանակի և ինչ տեսակի լույս է հասնում բույսերին։
Պարզվել է, որ լույսի ընդհանուր քանակը նվազում է, սակայն հատկապես CdTe տեխնոլոգիայի դեպքում վահանակը համեմատաբար ավելի լավ է թողնում այն կապույտ և կարմիր ալիքների մի մասը, որոնք բույսերը կարևոր օգտագործում են ֆոտոսինթեզի համար։
Այսինքն՝ խնդիրը միայն այն չէ, թե որքան լույս է հասնում բույսին, այլ նաև՝ ինչպիսի լույս։
Միևնույն տանիքը՝ երկու արտադրություն
Այս տեխնոլոգիայի գլխավոր առավելությունը հենց այստեղ է։
Սովորական ջերմոցի տանիքը հիմնականում պաշտպանում է բույսերը արտաքին միջավայրից։ Իսկ կիսաթափանցիկ արևային վահանակներով տանիքը կարող է միաժամանակ կատարել մի քանի գործառույթ՝
- արտադրել էլեկտրաէներգիա,
- նվազեցնել ջերմոցի գերտաքացումը,
- բարձրացնել ներսի հարաբերական խոնավությունը,
- նվազեցնել ջրի գոլորշիացումը,
- և որոշ դեպքերում նվազեցնել ոռոգման անհրաժեշտությունը։
Այս մոտեցումը մտնում է ագրովոլտային գյուղատնտեսության շրջանակում, որի գաղափարը նույն տարածքն օգտագործելն է և՛ գյուղատնտեսական արտադրության, և՛ արևային էներգիայի արտադրության համար։
Ջերմոցի սեփականատերը կարող է ունենալ նաև երկրորդ եկամուտ
Հետազոտողները նշում են ևս մեկ կարևոր հնարավորություն։
Ջերմոցի տանիքին տեղադրված վահանակների արտադրած էլեկտրաէներգիան կարող է օգտագործվել հենց տնտեսությունում՝ պոմպերի, օդափոխության, հովացման, լուսավորության և այլ սարքավորումների աշխատանքի համար։
Այն կարող է նաև նվազեցնել էլեկտրաէներգիայի գնման ծախսը, իսկ որոշ դեպքերում՝ դառնալ լրացուցիչ եկամտի աղբյուր։
Այսպիսով, ջերմոցային տնտեսությունը կարող է նույն մակերեսից ստանալ երկու տարբեր արդյունք՝ գյուղմթերք և էլեկտրաէներգիա։
Ինչու է սա հետաքրքիր Հայաստանի համար
Հայաստանի ջերմոցային տնտեսությունները նույնպես բախվում են երկու կարևոր խնդրի՝ ամռանը բարձր ջերմաստիճաններին և ոռոգման ջրի ծախսին։
Հատկապես Արարատյան դաշտում և այլ տաք շրջաններում ջերմոցի ներսում ջերմաստիճանի բարձրացումը կարող է մեծացնել օդափոխության և հովացման անհրաժեշտությունը, իսկ բարձր ջերմաստիճանը կարող է մեծացնել նաև ջրի կորուստը։
Հետևաբար տեխնոլոգիան, որը միաժամանակ կարող է ստվերավորել ջերմոցը, նվազեցնել ջերմային ծանրաբեռնվածությունը և արտադրել էլեկտրաէներգիա, կարող է հետաքրքիր լինել նաև Հայաստանի համար։
Սակայն սա չի նշանակում, որ ցանկացած ջերմոցի վրա կարելի է պարզապես արևային վահանակներ տեղադրել։
Ամեն ինչ կախված է ճիշտ հաշվարկից
Հետազոտությունը ցույց է տալիս նաև, որ արևային վահանակների ընտրությունը պետք է կատարել շատ զգույշ։
Եթե վահանակը չափազանց շատ է սահմանափակում լույսի մուտքը, դա կարող է ազդել բերքի աճի և արտադրողականության վրա։ Մյուս կողմից՝ չափազանց շատ արևային ճառագայթումը կարող է մեծացնել ջերմոցում շոգի և ջրի կորստի խնդիրը։
Այս պատճառով պետք է հաշվարկել մի քանի գործոն՝
որքան էլեկտրաէներգիա է արտադրելու վահանակը, որքան լույս է թողնելու բույսին, ինչպես է փոխվելու ջերմաստիճանը, որքան ջուր է խնայվելու և ինչ ազդեցություն կունենա համակարգը բերքատվության վրա։
Գիտնականների հաջորդ քայլերից մեկն էլ հենց բույսերի աճի և բերքատվության վրա տարբեր տեսակի վահանակների ազդեցության ավելի մանրամասն ուսումնասիրությունն է։ Հետազոտողները նախատեսում են նաև այլ ֆոտովոլտային տեխնոլոգիաների փորձարկումներ Մուրսիայում՝ ավելի մոտ առևտրային ջերմոցների պայմաններին։
Ջերմոցը՝ փոքր էլեկտրակայան
Եթե տեխնոլոգիան հետագա փորձարկումներում հաստատի իր արդյունավետությունը, ապագայի ջերմոցը կարող է զգալիորեն տարբերվել այսօրվա ջերմոցից։
Տանիքը կարող է ոչ միայն պաշտպանել բերքը, այլև արտադրել էներգիա։ Արևի ուժեղ ճառագայթումը կարող է մասամբ վերածվել էլեկտրաէներգիայի, իսկ մյուս մասը կարող է այնպես կառավարվել, որ ջերմոցի ներսում բույսերի համար ավելի բարենպաստ պայմաններ ստեղծվեն։
Այսինքն՝ արևը կարող է միաժամանակ դառնալ և՛ ջերմոցի էներգիայի աղբյուր, և՛ այն գործոնը, որի ազդեցությունը ջերմոցը փորձում է կառավարել։
Հայաստանի նման արևառատ, բայց միաժամանակ ջրի նկատմամբ զգայուն գյուղատնտեսական երկրներում նման տեխնոլոգիաների զարգացումը հատկապես հետաքրքիր կարող է լինել։
Առայժմ սա դեռ փորձարկումների փուլում գտնվող լուծում է, և անհրաժեշտ են ավելի մեծ ջերմոցներում իրականացվող փորձարկումներ՝ պարզելու համար դրա իրական տնտեսական արդյունավետությունը։
Բայց գաղափարը բավական պարզ է․
ջերմոցի նույն տանիքը կարող է միաժամանակ արտադրել սնունդ, էլեկտրաէներգիա և օգնել խնայել ջուր։
Աղբյուրներ
- Խաենի համալսարան և Անդալուսիայի կառավարության համալսարանների, արդյունաբերության, էներգետիկայի և նորարարության նախարարություն՝ հետազոտության արդյունքների վերաբերյալ հաղորդագրություն։
- AgriEngineering գիտական ամսագիր՝ կիսաթափանցիկ ֆոտովոլտային վահանակների վերաբերյալ հետազոտություն։
- pv magazine՝ հետազոտության տեխնիկական ամփոփում և ջրի կորուստների տվյալներ։
- ceiA3՝ Խաենի համալսարանի հետազոտության վերաբերյալ հրապարակում։