SISTEM SURIA DAN PERTANIAN (PART 1)

SISTEM SURIA DAN PERTANIAN atau dalam bahasa sintifik di gelar 'Agrivoltaik' dimana penggunaan tenaga suria dalam pertanian ialah konsep menggabungkan penggunaan tenaga suria atau tenaga matahari dengan aktiviti pertanian di atas sebidang tanah yang sama. Penulis blog faham dimana istilah 'Agrivoltaik' atau 'Agrovoltaics' ialah konsep gunaan tanah serentak untuk dua aktiviti pada tanah yang sama dengan cara menjana tenaga elektrik menggunakan panel suria (fotovoltaik) dan menjalankan aktiviti pertanian (seperti usaha menanam tanaman, menternak atau bidang akuakultur) dilakukan iaitu di bahagian bawah kawasan panel solar atau kawasan sesuai yang berada disekelilingnya. Belajar akan ciri-ciri penting teknologi Agrivoltaik dimana ia ada 'Struktur Tinggi' dimana dipasang panel suria diatas tanah (biasanya kira-kira 2 hingga 4 meter) supaya jentera pertanian atau aktiviti tanaman dapat diusahakan di bawahnya. Apa pun teknologi ini memang ada hubungan 'Saling Membantu' atau secara 'Simbiotik' diantara tanaman dalam mendapat perlindungan daripada haba terik dan mengurangkan penyejatan air tanah. Dalam pada itu peranan oleh 'Panel Suria' pula mendapat kesan penyejukan semulajadi daripada kelembapan tanaman di bawahnya dan cara ini ia sekali gus meningkatkan kecekapan tenaga. Paling penting pengusaha akan dapat 'Dwi-Pendapatan' dimana para petani bukan sahaja mendapat hasil jualan daripada tanaman, malah boleh menjana pendapatan sampingan melalui bekalan tenaga elektrik dari panel suria yang di pasang untuk petani kegunaan sendiri atau di jual kepada pihak yang memerlukan. Dilaporkan fungsi utama tekologi ini adalah sebagai 'Penjana Tenaga Hijau' apabila panel solar dipasang sama ada tinggi di atas tanaman (sistem bertingkat) atau di celah-celah barisan tanaman (sistem antara baris) untuk menghasilkan elektrik. Dalam kawasan kebun maka kemudiahan pam air dan juga peralatan jentera akan dapat bekalan tenaga elektrik daripada panel suria digunakan untuk menggerakkan pam air bagi sistem pengairan, mesin pemprosesan, dan lampu ladang. Ini akan menjimatkan kos petrol dan sebagainya. Paling signifikan adalah pemasangan 'Sistem Pengeringan Hasil Tanaman. dimana tenaga haba suria digunakan untuk mengeringkan hasil pertanian seperti cili, teh, herba dan pelepah kelapa sawit lebih cekap dan murah. Penulis blog pernah membuat tinjauan dimana beberapa kebaikan kepada petani yang gunakan cara ini mampu 'Melindungi Tanaman' apabila naungan daripada panel solar boleh melindungi tumbuhan daripada cuaca panas ekstrem, sinaran terik dan ancaman oleh hujan lebat. Cara ini di laporkan ia 'Menjimatkan Air' apabila kawasan yang teduh mengurangkan kadar sejatan air pada tanah dimana ini sekali gus menjimatkan air siraman. Petani boleh terima 'Pendapatan Tambahan' iaitu selain dia mendapat hasil jualan daripada tanaman malahan dia boleh menjualcjika ada lebihan tenaga elektrik kepada grid kuasa. Penting aspek 'Kecekapan Panel Solar' yang di pasang apabila tumbuhan di bawah panel membantu menyejukkan udara sekitar yang mana ini akan ia membuatkan panel solar berfungsi lebih cekap. Artikel pada tengahari ini dalam blog "Anim Agro Technology" saya kupas mengenai beberapa fakta penting berkaitan dengan hubungan antara siste suria dan sektor pertanian dan penggunaan teknologi 'Agrivoltaik' sebagai bahan rujukkan semua.

Berbalik kepada pemahaman mengenai 'Sistem Suria' dimana ini adalah satu sistem angkasa lepas yang berpusat pada Matahari dan terdiri daripada lapan planet, planet kerdil, asteroid, komet, serta meteor yang beredar dimana ia mengelilinginya akibat tarikan kuasa graviti. Kenal akan komponen utama dalam sistem suria pertama adalah Matahari (Sun) iaitu sejenis bintang pusat yang membekalkan cahaya dan haba dan ia adalah serta merangkumi kira-kira 99.8% daripada jumlah jisim seluruh sistem suria. Dalam pada itu kajian menyatakan ada sebanyak 8 planet di dalam sistem ini yang di susun mengikut urutan dari Matahari diikuti Utarid (Merkuri) iaitu satu planet paling hampir dengan Matahari dan paling kecil. Kemudian Planet Zuhrah (Venus) sebagai planet yang paling panas, Planet Bumi (Earth) iaitu satu-satunya planet yang diketahui mempunyai kehidupan. Seterusnya adalah Planet Marikh (Mars) iaitu ia dikenali sebagai planet merah, Planet Musytari (Jupiter) iaitu planet paling besar dalam sistem suria, Planet Zuhal (Saturn) yang terkenal dengan sistem cincin ais yang cantik. Ia diikuti dengan Planet Uranus iaitu planet bergas ais yang berputar secara senget. Planet Neptun iaitu planet paling jauh dengan angin yang sangat laju. Ada juga dalam Sistem Sura beberapa planet kerdil contohnya seperti Pluto, Ceres, Haumea, Makemake dan Eris. Ada juga kategori Asteroid, Komet dan Meteor dalam sistem suria dimana ia sebenarnya adalah sisa batuan, logam, ais dan debu yang beredar di angkasa. Saintis laporkan dimana 'Sistem Suria' ia terletak di dalam galaksi Bima Sakti (di bahagian Lengan Orion). Tenaga suria atau tenaga solar ialah tenaga yang diperoleh daripada cahaya dan haba matahari serta ditukar menjadi tenaga elektrik atau haba untuk kegunaan manusia. Dilaporkan dimana jenis utama Tenaga Suria adalah 'Sistem Fotovoltaik (PV)' yang akan menukar cahaya matahari secara terus kepada tenaga elektrik dengan menggunakan panel solar. Kedua ada 'Sistem Terma Suria' iaitu ia menangkap haba daripada matahari untuk tujuan seperti kebolehannya bagi memanaskan air atau udara bagi kegunaan domestik dan industri. Apa pun beberapa ciri dan kelebihan Tenaga Suria dimana ia adalah 'Tenaga Boleh diperbaharui' apabila sumber cahaya daripada matahari tidak akan habis dan sentiasa ada sehingga kiamat. Tenaga jenis ini juga diketegorikan sebagai 'Mesra Alam' sebabnya ia tidak menghasilkan gas rumah hijau atau mencemarkan udara seperti bahan api fosil. DIlaporkan tenaga jenis ini 'Jimat Kos' sebab ia dapat mengurangkan bil elektrik rumah atau kos selenggara tenaga bagi bangunan dalam jangka masa yang lebih panjang.

Menyentuh berkaitan 'Pertanian' dimana ia adalah aktiviti pengeluaran makanan, bahan mentah dan barangan melalui aktiviti dengan bercucuk tanam atas tanah (perladangan) atau fertigasi, penternakan haiwan, akuakultur dan perhutanan. Terdapat banyak jenis bidang yang utama dalam Sektor Pertanian dijalankn diseluruh dunia secara komersil atau saradiri sejak ribuan tahun dahulu. Pertama adalah Bidang Tanaman atau Cara Bercucuk Tanam dimana manusia akan menanam hasil tanaman penting seperti padi, sayur-sayuran, buah-buahan, kelapa sawit dan getah untuk mendapatkan hasilnya. Manusia memakan tumbuhan dan haiwan (ayam, lembu, Kambing, ikan dan sebagainya) bagi mendapatkan tenaga dan meneruskan kehidupan mereka. Kecukupan makanan bagi lebih 8.3 billion orang atau tepatnya pada 11 Oktober 2026 direkodkan iaitu  seramai  8,300,678,395 orang kini bergantung kepada sektor pertanian. Penulis blog yang aktif dalam bidang abronomi tanaman terlibat dengan industri tanaman nanas, sayuran dan buah-buahan di Malaysia lebih 40 tahun lamanya (Sila lihat foto disebelah). Kedua adalah dalam Bidang Penternakan iaitu aktiviti memelihara haiwan seperti lembu, kambing, ayam dan ikan untuk sumber protein serta tenusu dan ketiga adalah Bidang Akuakultur iaitu aktiviti menternak ikan dan industri seumpamanya dilaut atau dalam kolam. Bidang Perhutanan berkait dengan pertanian terutama dalam kaedah khusus bagi menguruskan sumber hutan dan hasil kayu-kayan. Tahu akan jenis-jenis aktiviti pertanian berlainan yang pertama ada Kaedah Pertanian Sara Diri dimana petani kecil akan mereka mengusahakan tanaman atau ternakan secara kecil-kecilan semata-mata untuk menampung keperluan makan minum keluarga sendiri. Kedua ada Kaedah Pertanian Komersial atau Berskala Industri yang berstatus 'Perladangan Berskala Besar' dimana ia akan menggunakan teknologi moden dan automasi untuk dapat hasil banyak bagi pasaran tempatan dan pasaran  eksport. Ketiga ada Kaedah Pertanian Moden atau Pertanian Pintar (Modern Agriculture and Smart Agriculture) dimana petani akan menggunakan teknologi tinggi seperti Internet of Things (IoT), dron, sistem pengairan automatik dan kecerdasan buatan (AI). Apa pun terkini dimana menurut pandangan pakar ekonomi semasa sektor pertanian bukan lagi sekadar aktiviti tradisional kampung akan tetapi ia adalah satu sektor penting perniagaan bernilai tinggi yang menjana pendapatan lumayan dan menjamin keselamatan makanan negara dan keperluan penduduk dunia.

Teknologi Penggunaan Agrivoltaik semakin berkembang di seluruh dunia dimana di laporkan yang Negara China ialah negara pengguna agrivoltaik (Agri-PV) global yang paling hebat dan China mendahului dunia dengan kapasiti terpasang melebihi 64 Gigawatt (GW). Skala projek agrivoltaik di China sangat luar biasa dilaporkan ia merangkumi penanaman herba goji di bawah teduhan panel solar di kawasan separa gurun, aktiviti penternakan kambing biri-biri sehinggalah kepada projek agrivoltaik marin seperti pemasangan panel solar di atas kolam ternakan ikan di Jiangsu. Bagaimana pun secara global dilaporkan yang pasaran agrivoltaik sedang berkembang pesat dengan beberapa buah negara lain turut menerajui teknologi ini mengikut wilayah masing-masing terutama di Asia-Pacific (Rantau Paling Pesat Membangunan Teknologi Agrivoltaik) dimana China mempunyai kapasiti yang paling besar (>64 GW) dan China menggabungkan teknologi solar dengan pemulihan tanah gurun dan industri akuakultur. Penulis blog ada beberapa kali ke China dan ada buat tinjauan teknologi ke projek ini dahulu. Kejayaan agrivoltaic China merujuk kepada pencapaian luar biasa negara tersebut dalam menggabungkan penjanaan tenaga solar (fotovoltaik) dengan sektor pertanian, penternakan dan akuakultur di atas tanah yang sama. China kini merupakan salah satu peneraju utama dunia dalam cara guna teknologi dwi-guna ini iaitu dengan merekodkan lebih 1,678 projek agrivoltaic yang menjana kapasiti terkumpul melebihi 134.55 Gigawatt (GW). Kejayaan utama agrivoltaic di China yang membawa impak besar dari segi tenaga, ekonomi, dan alam sekitar yang pertama adalah Transformasi Padang Pasir Menjadi Kawasan Hijau (Ecovoltaic) dimana dilakukan di kawasan gersang seperti Taman Fotovoltaik Ekologi Talatan (Qinghai) dan Mongolia Dalam, panel solar dibina setinggi 8 hingga 13 kaki. Ciri Kesan Mikroiklim dilaporkan apabila panel solar memberikan teduhan yang mengurangkan suhu pada paras permukaan sebanyak 5 hingga 10°C dimana ciri ini ia memperlahankan kelajuan angin hingga 50% dan ia mampu bagi mengurangkan penyejatan air tanah sebanyak 30%. Teknologi agrivoltaik di laporkan Memulihan Tanah sebab air yang digunakan untuk membasuh panel solar kemuidiab ia akan mengalir ke bumi dan membantu pertumbuhan rumput. Apa pun hasilnya dimana kawasan padang pasir yang dulunya tandus kini bertukar menjadi padang rumput subur dengan liputan vegetasi mencecah 80%. Kejayaan Negara China yang kedua adalah Projek Integrasi Ternakan Kambing dan Lembu Solar dimana rumput yang tumbuh subur di bawah panel solar menarik kehadiran haiwan ternakan dan ini ia sekali gus mewujudkan ekosistem kitaran yang unik. Dilaporkan sudah ada jenis 'Kambing PV (Photovoltaic Sheep) iaitu terdapat di Qinghai dengan jumlah lebih 20,000 ekor kambing dilepaskan meragut rumput di bawah panel solar. Apa pun dilaporkan yang kambing ini bertindak sebagai 'Mesin rumput semula jadi' yang mana ragutan ini ia mengurangkan kos penyelenggaraan ladang solar manakala tinja atau najisnya akan menjadi baja organik tanah. Sudah berjaya juga Projek Super Ranch Lembu di Xinjiang, China iaitu satu lokasi gurun di kawasan seperti Kekedala dimana panel-panel solar dipasang pada bumbung kandang gergasi dan kawasan ragutan lembu. Teduhan panel mengurangkan tekanan haba (heat stress) pada lembu dan ini ia sekali gus meningkatkan kebajikan haiwan dan hasil pengeluaran. Kategroi kejayaan ketiga adalah dalam Sektor Akuakultur (Perikanan) Dwi-Hasil (Aquavoltaics) dilaksanakan di wilayah timur dan tengah seperti Shandong dan Jiangxi, China membina panel solar terapung di atas kolam ternakan ikan dan udang. Apa pun disebabkan oleh teduhan daripada panel mengawal suhu air agar tidak terlalu panas yang terbukti meningkatkan hasil tuaian akuakultur sehingga 50%. Dalan stu projek di Bandar Dongying (Shandong) contohnya dilaporkan ia mampu untuk menjana 260 gigawatt-jam (GWh) elektrik setahun untuk keperluan 113,000 isi rumah di samping mengekalkan pengeluaran udang yang lumayan. Kejayaan keempat di China adalah Projek Kepelbagaian Tanaman Nilai Tinggi dibuat di bawah panel solar dimana para petani China berjaya menanam pelbagai jenis produk agromakanan termasuk buah-buahan seperti nanas (Guangdong) dan herba perubatan tradisional seperti ubi kayu manis (licorice root) dan buah beri goji (goji berries) di kawasan gurun (Sila lihat foto disebelah). Saintis di China terus meningkatan Kecekapan Panel Solar sebagai satu kelebihan saintifik yang ditemui adalah kesan penyejukan apabila panel solar yang dipasang di atas kepada tanaman hijau didapati mempunyai suhu permukaan yang lebih rendah berbanding panel di atas tanah kosong. Suhu yang lebih sejuk ini meningkatkan kecekapan penukaran tenaga solar kerana sel fotovoltaik berfungsi lebih baik apabila tidak terlampau panas. Apa pun bagi penulis blog dapati dimana melalui model agrivoltaic ini, China memang ia berjaya menyelesaikan konflik perebutan tanah antara sektor tenaga boleh baharu dengan sektor jaminan makanan (food security). Tanah yang sama kini memberikan tiga sumber pendapatan sekaligus berikan bekalan elektrik bersih, hasil tanaman, ternakan dan akuakultur dan pemulihan ekosistem kepada alam sekitar dengan lestari.  

Beberapa negara lain yang aktif dalam membangunkan cara agrivoltaik adalah Negara Jepun iaitu ia merupakan antara pelopor terawal yang meluluskan garis panduan rasmi untuk tujuan 'perkongsian solar' atau 'solar sharing' sejak tahun 2013 dan kini mempunyai sekitar 2,000 ladang agrivoltaik yang aktif. Negara Korea Selatan pula memang terus aktif mengatasi kekangan keluasan tanah dengan membina projek agrivoltaik perintis seperti penanaman 'blue berry' di bawah panel solar yang ditinggikan. Dalam Zon Eropah dilaporkan mereka sudah ada beberapa kemajuan berkaitan asas polisi yang paling maju kehadapan tentang teknologi agrivoltaik ini. Dilaporkan yang di Benua Eropah iaitu mereka mempunyai kaedah dalam cara perlaksanaan agrivoltaik yang paling matang dari segi undang-undang, insentif kerajaan dan piawaian penukaran tanah. Negara Perancis sudah menjadi negara pertama yang sudah memperkenalkan undang-undang khusus untuk mengawal selia sistem agrivoltaik bagi memastikan jumlah pengeluaran makanan kekal menjadi keutamaan berbanding tenaga. Apa pun Perancis kini muncul sebagai pelopor utama di Eropah dalam bidang agrivoltaik (gabungan pertanian dan tenaga solar pada tanah yang sama). Negara ini menjadi negara Kesatuan Eropah (EU) pertama yang mewujudkan kerangka undang-undang khusus untuk mengawal selia dan memacu teknologi dwi-fungsi tanah ini. Perancis sudah ada Pelan  Undang-Undang yang Ketat (Undang-Undang APER) bagi dapat mengawal selia sektor ini menerusi 'Loi APER' atau (Renewable Energy Acceleration Act) yang diluluskan pada Mac 2023 serta dapat dilaksanakan pada tahun 2024. Projek solar hanya diiktiraf sebagai 'agrivoltaik' di Perancis jika panel solar tersebut memberi manfaat langsung kepada aktiviti pertanian di bawahnya. Manfaat ini termasuklah peningkatan potensi agronomi, perlindungan daripada ancaman iklim (seperti kemarau atau hujan batu), atau peningkatan kebajikan haiwan ternakan. Aktiviti pertanian mesti kekal menjadi aktiviti utama dimana cara pemasangan panel solar biasa tanpa fungsi pertanian (ground-mounted) secara amnya dilarang di atas tanah tani yang subur. Hasil pertanian dari kawasan agrivoltaik tidak boleh turun secara mendadak (petani mesti mengekalkan sekurang-kurangnya 90% daripada hasil kawasan kawalan), manakala kadar perlindungan kanopi solar (shading rate) dihadkan (biasanya tidak melebihi 40%) bagi memastikan tanaman mendapat cahaya matahari yang cukup. Apa pun struktur panel solar mesti direka bentuk supaya boleh dibuka semula sepenuhnya untuk mengembalikan tanah kepada keadaan asal selepas tamat tempoh operasi. Panel solar pintar (tracker) boleh bergerak mengikut kedudukan matahari untuk memberi teduhan dan semasa gelombang haba ekstrem atau situasi suhu di bawah panel dilaporkan turun sehingga 7°C. Aspek penjimatan air dimana teduhan panel solar mengurangkan kadar sejatan air atau ia dikenali sebagai 'evapotranspiration' tanah sehingga purata 35% dan ini membantu tanaman bertahan semasa musim kemarau.  Kawasan di bawah kanopi agrivoltaik dilaporkan mencatatkan peningkatan hasil sehingga 18% berbanding kawasan tanpa panel semasa cuaca ekstrem. Selain tanaman, agrivoltaik digunakan secara meluas di Perancis untuk penternakan biri-biri dan lembu yang memberikan perlindungan daripada haba matahari yang terik (heat stress). Sistem ini membolehkan petani mempelbagaikan sumber pendapatan dengan cara dia menyewakan ruang udara tanah mereka kepada para pemaju tenaga atau menjual elektrik yang dijana yang mengurangkan risiko kerugian akibat perubahan iklim. Perancis menyasarkan pemasangan kapasiti agrivoltaik sehingga 2 GW setahun menjelang 2026 bagi menyokong sasaran negara untuk dapat mencapai 100 GW tenaga solar menjelang 2050. Langkah ini penting kerana tanah kosong (brownfield) tidak mencukupi untuk memenuhi sasaran tenaga hijau mereka tanpa ianya melibatkan tanah pertanian. Di Jerman (Germany) pula ia menjadi perintis teknologi di Eropah melalui penyediaan skim tarif galakan (feed-in tariffs) serta integrasi tanaman sayur-sayuran dan buah-buahan yang berjaya mengurangkan kehilangan air tanah. Di Italy dilaporkan melalui Pelan Pemulihan dan Pelan Ketahanan Nasional (PNRR) dimana Itali memperuntukkan €1.1 bilion khusus untuk agrivoltaik bagi menyokong kelangsungan sektor pertanian tempatan. Dalam zon Amerika Utara dan Australia dilaporkan di USA mereka mempunyai lebih daripada 650 tapak agrivoltaik yang menjana sekitar 13,000 Megawatt (MW). Negeri seperti Massachusetts memberikan insentif harga tenaga yang lebih tinggi jika solar digabungkan dengan aktiviti pertanian. Di Australia pula mereka sangat popular dengan integrasi integrasi solar bersama padang ragut ternakan (solar grazing), di mana ribuan biri-biri meragut rumput di bawah panel solar berskala besar. Artikel ini di tulis dalam dua (2) bahagian iaitu Part 1 dan Part 2 yang sesuai di baca kesemuanya. Semuga tulisan ini mampu memberi info sangat berguna kepada semua para pembaca blog anim agro technology kali ini. Wasallam!!!...

TENAGA SURIA....DIKENALKAN DI MALAYSIA...
DIMAJUKAN...SEKTOR PERTANIAN SEDIA...
TEKNOLOGI AGRIVOLTAIK...PERLU DIGUNA...
BACA ARTIKEL... MENARIK FAKTANYA JUGA...

By,
M Anem,
Senior Agronomist Expert,
Taman Cendana, Jalan Istana, Air Keroh,

Bandar Melaka,
Melaka,
Malaysia.
(2 JamadilAwal 1448H).