나이지리아 농업발전의 전망

소개

세계식량계획(2023)에 따르면 82개국 3억 4,500만 명 이상이 식량 불안의 위험에 직면해 있으며, 부분적으로는 기후 위기와 코로나19 대유행으로 인해 사람들이 심각한 전 세계 기아에 시달리고 있습니다. 이러한 재앙적인 기아를 막기 위해서는 식량 수요를 충족시키는 것이 시급합니다. 또한, 재생 가능 에너지를 사용하면 깨끗하고 오염되지 않은 에너지원에서 생성되므로 기후 변화의 영향을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 풍력, 태양광, 수력, 바이오매스, 지열과 같은 재생 가능 에너지 기술은 화석 연료를 대신하여 전력 생산에 사용되는 기술 중 일부입니다. 태양광 발전(PV) 발전은 유지 관리가 쉽고 비용 효율적이기 때문에 나이지리아에서 주로 채택되는 재생 에너지 기술입니다. 용도에 따라 지붕, 기둥 또는 지면에 장착할 수 있습니다. 지상에 설치된 PV 모듈은 넓은 토지 공간을 차지합니다. 이는 그러한 토지 공간, 특히 태양광 PV와 농업이 경쟁하는 지역에서 파생될 수 있는 다른 경제적 기회의 가능성을 제한합니다. 그러나 이는 농작물 농장과 태양광 패널 농장을 병치할 수 있는지 의문을 제기합니다.

개념

Agrophotovoltaics 또는 Agrivoltaics는 농업 관행과 태양광 PV 에너지 생성의 보완성을 설명합니다. 이 개념은 농부들이 토지 사용을 제한하지 않고 에너지 청정 에너지를 설치할 수 있는 솔루션으로 Freiburg의 과학자, Armin Zastrow, 독일 Fraunhofer ISE 연구소의 독일 물리학자 Adolf Goetzberger에 의해 1981년에 개척되었습니다. 그러나 첫 번째 연구 파일럿 프로젝트는 2004년 일본의 나가시마 아키라(Akira Nagashima)에 의해 수행되었습니다. 이 시스템은 스위스, 중국, 벨기에, 일본, 프랑스, ​​케냐, 오스트리아 등 일부 다른 국가에서도 채택되었습니다. 2022년 2월, 아프리카 기술 연구 센터, 에너지 및 에너지 보존 연구 센터, 스톡홀름 환경 연구소, 요크 셰필드 대학교, 영국 티스사이드 대학교, 세계 혼농임업이 협력하여 첫 번째 오픈했습니다. 동아프리카의 농업 발전 시스템은 케냐의 Insinya에 위치하여 기술 개발을 촉진하고 사용자 경험이 동아프리카 전역의 시스템 출시를 촉진할 수 있는 방법을 실험합니다. 그 이후로 Agrivoltaics는 발전해 왔습니다. 특히 태양광 모듈을 차양으로 배치하는 것을 고려하여 효과적이고 효율적인 에너지 생성과 작물 수확량을 보장하는 설계에 대한 연구 및 실험 노력이 진행 중입니다. 햇빛은 광합성에 필수적이며 식물 성장에 필요합니다. 그러나 광포화점을 초과하는 노출은 식물에 악영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 Agrivoltaics 시스템은 차양 역할을 하여 작물에 사용 가능한 조명을 줄입니다. 연구에 따르면, 농작물 생산량에 대한 음영의 영향은 기상 조건에 따라 다르며 예측하기 쉽지 않습니다. 그늘 조건에서 번성하는 일부 작물은 다음을 포함하지만 이에 국한되지는 않습니다. 열매, 허브, 대두, 땅콩, 감자, 토마토 및 상추. Shiva Gorjian 및 기타 저자들에 따르면 "반투명 광전지 기술을 사용하는 농업 발전 시스템의 작물 생산 및 전력 생산의 진행 및 과제"에 대한 연구에서 농업 발전 시스템은 다음과 같습니다. 다양한 측정항목을 사용하여 분류됩니다. 이러한 지표 중 일부는 (A)입니다. 적용 유형(경작 농업, 목축 농업, 양식업 및 원예)을 기준으로 합니다. (비). 모듈의 이동(고정, 1축 또는 2축 추적)을 기준으로 합니다(C). 시스템 유형(폐쇄형 또는 개방형)을 기준으로 합니다. (D) 구조 유형(인터스페이스 PV ​​또는 오버헤드 PV)에 따라 구조 유형에 따라 인터스페이스 PV ​​구조는 농업 생산을 지원하기 위해 PV 어레이 행 사이에 충분한 간격을 제공합니다. 경작 및 목축 농업에 적합합니다. 이러한 구조에서는 기계의 사용이 행공간으로 제한되어 토지이용 효율이 낮다. 수직 PV 구조는 양면 모듈을 사용하는 간격이 있는 PV 구조의 한 형태입니다. 행 높이는 농업 생산성을 위해 사용 가능한 행 공간을 결정하는 경우가 많습니다. 반면, 오버헤드형 PV 구조물은 태양광 모듈을 지상 2~6m 높이에 배치해 지하에 식물 재배가 가능하고, 기계 사용에도 방해가 되지 않는다. 이는 간격을 둔 PV 구조물에 비해 토지 이용 효율이 더 높습니다. 이는 관개 관리와 빗물 수집을 통합할 수 있는 가능성을 열어줍니다. 그러나 장착 구조가 복잡하기 때문에 가격이 더 비쌉니다. 오버헤드 PV는 원예, 경작 및 온실 구조물에 적합합니다.