בקצרה
הפרויקט האגרו-וולטאי הראשון בארץ – ממצאים ותובנות מהשנה הראשונה להפעלתו
דורון מרקל יחידת המדען הראשי, קק"ל ([email protected])
איריס שינבאום יחידת המדען הראשי, קק"ל ([email protected])
דב מילר מעלה גלבוע אנרגיה
חנני לדל דוראל אנרגיה
עומר קראין מכון מיג"ל
פאנלים בעלי יכולת עקיבה דו-צירית, בחלקה 1 של ענבי המאכל בקיבוץ מעלה גלבוע, 2025 | צילום: חנני לדל
יהונתן בר-יוסף
יחידת המדען הראשי, קק"לדורון מרקל
יחידת המדען הראשי, קק"לאיריס שינבאום
יחידת המדען הראשי, קק"לדב מילר
מעלה גלבוע אנרגיהיהונתן בר-יוסף
יחידת המדען הראשי, קק"לדורון מרקל
יחידת המדען הראשי, קק"לאיריס שינבאום
יחידת המדען הראשי, קק"לדב מילר
מעלה גלבוע אנרגיהשניים מהאתגרים המרכזיים העומדים לפתחה של האנושות בעשורים הקרובים הם שינוי האקלים וגידול האוכלוסין – המביאים איתם, בין היתר, פגיעה ביבול החקלאי ובביטחון המזון עקב ריבוי אירועי מזג אוויר קיצוניים מחד גיסא, והתמעטות בכמות ובאיכות של שטחי הגידול החקלאיים מאידך גיסא. אחת הדרכים האפשריות להתמודדות עם האתגרים האלה היא ניצול דו-שימושי של קרקע חקלאית לטובת הפקת אנרגיה ממקורות מתחדשים תוך כדי שימוש חקלאי, או במילים אחרות – שימוש בטכנולוגיות אגרו-וולטאיות [1].
הנחת היסוד היא שמבחינת הגידולים החקלאיים, בישראל ישנו עודף קרינת שמש במהלך היום, ועל כן יש צורך בהצללה במקרים מסוימים ובשעות מסוימות כדי למזער את נזקי הקרינה [2]. נוסף על כך, מדינת ישראל מקדמת מדיניות של הגדלת היכולת להפקת אנרגיה מקרינת השמש והגדלת נתח השוק של אנרגיות ממקורות מתחדשים. בהתאם לכך, הגדלת הפוטנציאל הכלכלי ליחידת קרקע, שעשוי להתווסף לו גם שיפור היבול, יכולים להוות זרזים לחדירה של תחום זה לעולם החקלאות [3].
קרן PRIMA של האיחוד האירופי יזמה פרויקט בשם Surenexus, לקידום פרויקטים משותפים במזרח התיכון, שמטרתם הסתגלות לשינוי האקלים ופיתוח בר-קיימא, תוך התחשבות בגורמי מים, אנרגיה, מזון ובתי גידול. אחד מן הפרויקטים במסגרת זו מתמקד בחקלאות בת-קיימא, ומתבצע על-ידי מאגד של גופי מחקר, חקלאים וחברות טכנולוגיה שונות ממספר מדינות באגן הים התיכון – ישראל, יוון, איטליה, תוניסיה, ספרד ומרוקו.
קק"ל היא נציגת ישראל בפרויקט זה. אנשי יחידת המדען הראשי בקק"ל הם הנציגים בפועל, והם מובילים את התיאום והביצוע של הפרויקט בחלקת ענבי מאכל בקיבוץ מעלה גלבוע. נוסף על קיבוץ מעלה גלבוע, שהוא בעל הקרקע ויזם הפרויקט החקלאי, שותפה בפרויקט גם חברת "דוראל", שמתקינה את הפאנלים הפוטו-וולטאיים (PV) מעל שורות הגפנים ומנהלת את היבטי האנרגיה בו. כמו כן, מתבצע מחקר חקלאי בחלקות המכוסות בפאנלים על-ידי חוקרים ממכון מיג"ל, השוכן בקריית שמונה, ומחקרם נמשך גם במהלך המלחמה.
40 דונם של ענבי מאכל, המחולקים לארבע חלקות של 10 דונם כל אחת, ניטעו במהלך 2023 בעמק המעיינות. במהלך 2024 ניטעו עוד 10 דונם של ליצ'י ו-10 דונם של מנגו. נוסף על כך, ישנם 70 דונם של גידולי שדה (שייזרעו בהם 35 דונם חיטה ו-35 דונם ברוקולי), שבימים אלה מוקמות בהם המערכות הסולאריות. בכל חלקה מותקנים פאנלים בתצורה שונה מעל לגידול החקלאי. ההבדלים מתבטאים במיקום הפאנל ביחס לשורה (לאורך או לרוחב), במספר הפאנלים שמותקנים בכל צבר פאנלים (1, 2 או 6), ברווח בין שורות הפאנלים ובסוג התנועה של הפאנל במהלך היום (פאנל קבוע לכיוון דרום, פאנל שמבצע עקיבה חד-צירית [חד-ממדית] אחר השמש מתוצרת חברת "סולר-גיק", או פאנל שמבצע עקיבה דו-צירית [דו-ממדית] מתוצרת חברת "רמטק"). מטרת העקיבה היא ניצול מְרבי של קרינת השמש על-ידי הזזת הפאנל כך שתמיד יהיה מול השמש. עקיבה דו-צירית מאפשרת דיוק רב יותר, אך מצריכה מנגנון יקר ומורכב יותר בעל שני צירים. בכל חלקה הושארו מספר שורות ביקורת, ללא כיסוי של פאנלים, לצורך השוואה. שיטת ההצבה של הפאנלים בכל חלקה מפורטת בטבלה 1.
התוצאות מהשנה הראשונה הן מחלקות 3 ו-4 בלבד, כיוון שמערכות העקיבה החד-ציריות הותקנו בסוף 2024. בבציר 2024 נבצרו חמש גפנים מכל חלקה, ונאספו עבורן נתונים על מספר האשכולות, משקל כלל הפרי בגפן, אורך האשכולות, מספר הענבים לאשכול, ואחוז האשכולות שסבלו מנזקי חום (טבלה 2). לא נמצאו הבדלים מובהקים בין הטיפולים השונים, מאחר שהשונות בשטח גדולה מאוד. עם זאת, נמדד פחות יבול בגפנים שהיו מכוסות בפאנלים. היבול הנמוך ביותר נראה בגפנים שמתחת לפאנלים המוצבים לרוחב. לא נראו הבדלים מובהקים באורך האשכולות ובמספר הגרגרים. באופן מפתיע, בחינה של נזקי החום הראתה כמות נזקים גדולה יותר תחת הפאנל המוצב לרוחב. ייתכן שהפאנלים מגבילים את הסעת החום.
טבלה 1
מבנה וחלוקה של חלקות הגידול בפיילוט מעלה גלבוע
טבלה 2
נתונים ראשוניים מהפרויקט האגרו-וולטאי במעלה גלבוע – בציר 2024
לכל טיפול היו חמש חזרות. הממוצעים לכל טיפול מוצגים בטבלה. הממוצעים והשונות חושבו בתוכנת JMP בפונקציית All pairs – Tukey HSD.
על פי המוצג בטבלה 2, נמצא כי מבחינה חקלאית ישנה עדיפות מסוימת להצבת הפאנלים לאורך השורה ולא לרוחבה. בימים אלה מסתיימת התקנת פאנלים בעלי יכולת עקיבה דו-צירית בחלקה 1. אנו משערים כי יכולת זו תסייע למיטוב ניצול הקרינה בשעות היום ולמזעור הנזק לצמח. ניתן יהיה לתכנן את העקיבה בצורה שתביא לייצור האנרגיה המְרבי, כלומר לשמור על זווית ישרה יחסית לשמש באופן תמידי, או לחלופין לתכנן עקיבה שתתחשב בצורכי הצמח על-ידי ויסות ההצללה לעומת החשיפה לקרינה במהלך היום. המחקר ממשיך לשנתו השנייה, ובה ייבחן, בין היתר, יבול הבציר של 2025.
מקורות
- Al Mamun MA, Dargusch P, Wadley D, et al. 2022. Review of research on agrivoltaic systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews 161: 112351.
- Lopez G, Chopard J, Persello S, et al. 2023. Agrivoltaic systems: An innovative technique to protect fruit trees from climate change. Acta Horticulturae 1366: 173–185.
- Strub L, Wittke M, Trommsdorff M, et al. 2024. Assessing the economic performance of agrivoltaic systems in vineyards – Framework development, simulated scenarios and directions for future research. Frontiers in Horticulture 3: 1473072.
מהדורה מודפסת 
