Tarım ve Güneş Enerjisinin Mükemmel Uyumu: Agrivoltaik Sistemler

Sabahın ilk ışıklarıyla birlikte bir tarlanın üzerinde yükselen güneş panelleri, altlarındaki yeşil mahsullere nazikçe gölge sağlar. Çiftçi, bir yandan domates fidelerinin serpilmesini seyrederken bir yandan da aynı anda elektrik üretmenin huzurunu yaşar. Dünyanın dört bir yanında, iklim krizine karşı çareler aranırken, tarım ve güneş enerjisinin bu eşsiz dansı umut veriyor.

Agrivoltaik sistemler, tarım arazilerini çift amaçlı kullanarak hem gıda hem enerji üreten yenilikçi bir yaklaşımdır. Bu teknoloji, toprağın bereketiyle güneşin gücünü aynı anda hasat ederek, geleceğin sürdürülebilir çiftçilik modelini bugünden hayata geçiriyor. İster kurak çöllerde olsun ister verimli ovalarda, panellerin gölgesinde filizlenen bitkiler ve onların üzerinde parıldayan güneş hücreleri, insanlığa heyecan verici yeni bir ufuk sunuyor.

Güneş tarlalara indi, bereket ikiye katlandı.

Agrivoltaik Nedir ve Neden Önemlidir?

Agrivoltaik, basitçe ifade etmek gerekirse, tarım (agri-) ile fotovoltaik (voltaic) sistemlerin birleşiminden oluşan, aynı arazide eşzamanlı olarak tarımsal üretim ve güneş enerjisi üretimi yapma yöntemidir. Bu sistemlerde güneş panelleri tipik olarak yerden daha yükseğe kurulup bitkilerin üzerinde bir gölgelik oluşturur; böylece alt tarafta sebze, meyve veya diğer bitkiler büyürken üst tarafta elektrik üretilir. Peki neden dünyada bu kadar ilgi çekiyor? Çünkü agrivoltaik, iklim değişikliği ve arazi kullanımına dair iki büyük soruna eş zamanlı çözüm sunar.

agrivoltaik çiftçilere çift gelir modeli sağlayarak ekonomik fayda yaratır. Geleneksel olarak bir tarladan ya tarım ürünü ya da enerji elde edilirken, agrivoltaik ile her ikisi birden mümkün hale gelir. Bu sayede çiftçiler, ürün verimlerinden ödün vermeden ek bir gelir akışı elde edebilirler. Örneğin, Japonya’da bir çiftçi, tarlasının üzerine kurduğu güneş panelleri sayesinde yılda 24 milyon yen (yaklaşık 187 bin dolar) gelir elde ederken, yetiştirdiği ürünlerden sadece 3 milyon yen kazanıyordu – yani enerjiden elde ettiği gelir tarımsal gelirinin yaklaşık 8 katına ulaştı. Bu çarpıcı örnek, agrivoltaik sistemlerin kırsal kalkınmaya katkı sağlayarak çiftçilerin ekonomik dayanıklılığını artırabileceğini gösteriyor.

Bunlara ek olarak, agrivoltaik yaklaşımı iklim değişikliğinin getirdiği bazı zorluklara karşı tarımı daha dirençli hale getirebilir. Güneş panelleri, altında yetişen ürünleri kavurucu yaz sıcaklarından, kuraklığın etkilerinden, dolu fırtınalarından ve hatta geç donlardan koruyabilen bir kalkan gibi işlev görür. Böylece tarım arazileri üzerinde bir mikroiklim düzenleyicisi görevi üstlenerek hem gıda güvenliğine hem de enerji güvenliğine katkı sağlar. Sonuç olarak, agrivoltaik “neden önemli” sorusunun cevabı çok yönlüdür: Aynı anda karbon ayak izimizi azaltmamızı, sınırlı arazileri verimli kullanmamızı, çiftçilerin gelirini çeşitlendirmemizi ve tarımsal üretimi iklim dalgalanmalarına karşı korumamızı mümkün kılar.

Bir Tarlada İki Bereket: Elektrik ve Ürün, Sağlıklı Toprakla Yüksek Verim!

Dünya Genelinden Agrivoltaik Örnekleri

Dünya çapında agrivoltaik konsepti hızla yaygınlaşıyor ve farklı coğrafyalardan dikkat çekici başarı hikâyeleri ortaya çıkıyor. 2012 yılında dünya genelinde agrivoltaik kurulu gücü sadece 5 MW düzeyindeyken, 2021 itibarıyla bu kapasitenin yaklaşık 2,9 GW’a ulaştığı tahmin ediliyor. Japonya, Çin, Fransa, Almanya, ABD ve İtalya gibi ülkeler özellikle öne çıkan örneklerle agrivoltaik alanda öncü durumundalar. Gelin, farklı ülkelerden bazı önemli projelere göz atalım:

Amerika Birleşik Devletleri (ABD): ABD’de agrivoltaik dendiğinde ilk akla gelen başarılı örneklerden biri Jack’s Solar Garden adlı proje. Jack’s Solar Garden, Colorado eyaletinde yaklaşık 5 dönümlük (2 hektar civarı) bir aile çiftliğinde hayata geçirilmiş bir agrivoltaik çiftliktir. 2020 yılında eski bir yonca tarlasını dönüştüren Byron Kominek, arazisinde 1,2 MW gücünde güneş panellerini yükselterek altına çeşitli bitkiler ekmiştir. Kısa sürede bu modelin ne kadar verimli olabileceği kanıtlandı: 2021’den bu yana bu küçük çiftlikten 25.000 pound (yaklaşık 11,3 ton) sebze, ot ve meyve hasat edildi. Ispanak, lahana, pancar, domates gibi sebzelerin yanı sıra lavanta ve böğürtlen gibi bitkiler de burada başarıyla yetiştiriliyor. Çiftlik aynı zamanda bir eğitim ve araştırma merkezi haline geldi; kurucusu Kominek’in ortak olduğu Colorado Agrivoltaik Öğrenim Merkezi, düzenlediği turlar ve programlarla elde edilen deneyimleri paylaşıyor. Jack’s Solar Garden örneği, tarım için tasarlanmamış mevcut bir güneş tarlasının bile doğru yöntemlerle verimli bir çiftliğe dönüşebileceğini göstermesi bakımından özellikle ilham vericidir. Bugün Jack’s Solar Garden, ABD’de en çok ziyaret edilen güneş enerjisi tesislerinden biri haline gelmiştir.

ABD’de planlama aşamasındaki Oak Run Solar Project ise ölçek bakımından çığır açıcı bir girişim olarak dikkat çekiyor. Ohio eyaletinde onaylanan bu proje, 6.050 akrelik (yaklaşık 2.450 hektar) bir alanı kaplayacak ve 800 MW güneş enerjisi kapasitesine ek olarak 300 MW’lık dev bir batarya depolama sistemi içerecek şekilde tasarlandı. Oak Run hayata geçtiğinde yalnızca Ohio’nun en büyük güneş çiftliği olmakla kalmayıp, aynı zamanda Amerika’nın da en büyük agrivoltaik işletmesi olacak. Proje kapsamında arazinin önemli bir kısmı tarım ve hayvancılığa ayrılacak: İlk yıl için 2.000 akre (800 hektar) alanda tarım yapılması ve 1.000 adet koyunun panellerin altındaki meralarda otlatılması planlanıyor; sekizinci yılın sonunda ise arazinin en az %70’inde (yaklaşık 4.000 akre, yani 1.600 hektar) tarımsal üretim gerçekleştirilmesi şartı yatırımcı firmaya lisans koşulu olarak getirildi. Bu sayede Oak Run projesi, ölçek ekonomisi içinde dahi tarım-enerji dengesinin korunabileceğini kanıtlamayı hedefliyor. Projenin geliştiricisi şirket (Savion şirketi, Shell iştiraki) ve eyalet otoriteleri, böylesine büyük bir güneş çiftliğinin kamu yararına hizmet edeceğine ve bölge ekonomisine katkı sağlayacağına inanarak projeyi onayladılar. Oak Run’ın 2025’li yıllarda faaliyete geçmesi bekleniyor ve başarılı olursa diğer büyük ölçekli yenilenebilir enerji projelerine örnek teşkil edecek.

Fransa: Avrupa’da agrivoltaik denince Fransa, hem devlet politikaları hem de somut projelerle öncü ülkelerden biri. Özellikle üzüm bağları üzerinde uygulanan agrivoltaik sistemler, Fransa’nın ikonik şarap üretimiyle yenilenebilir enerjiyi bir araya getiriyor. Fransız agrivoltaik teknoloji firması Sun’Agri bu alandaki çalışmalarıyla adından söz ettiriyor. Sun’Agri’nin 2024 hasat sezonu sonuçlarına göre güney Fransa’daki iki pilot bağda, güneş panelleri altında yetiştirilen üzüm çeşitlerinde verimin, kontrol bağlarına kıyasla %20 ile %60 arasında arttığı gözlemlendi​. Özellikle Chardonnay üzümlerinde %60’a varan rekor artış rapor edilirken, Marselan çeşidinde %30, Grenache blanc’da %20 civarında verim artışı elde edildi​. Vaucluse bölgesindeki ikinci denemede ise sulama yapılsın veya yapılmasın benzer şekilde %30’un üzerinde verim artışı devam etti​. Peki, bu nasıl mümkün oldu? Sun’Agri, “dinamik agrivoltaik” adını verdiği teknolojiyle güneş panellerini bağların üzerinde akıllıca kontrol ederek mikroiklimi optimize ediyor. Paneller, yazın kavurucu öğle saatlerinde hafif gölgeleme yapıp aşırı sıcağı frenliyor, gece ve kışın ise fazla soğumayı önlemek için ısı tutucu bir tavan gibi davranıyor. Sonuç olarak bitkiler daha az strese giriyor; ortamdaki nem artıp topraktaki su daha iyi tutuluyor ve sulama ihtiyacı %20 ila %70 oranında azalıyor. Ayrıca paneller dona karşı da kalkan görevi görerek bağlarda sıcaklığın 2°C kadar daha yüksek kalmasını sağlıyor; bu sayede şiddetli don olaylarında bitkilerin zarar görme riski ciddi oranda düşüyor (bitki ölümlerinde %25-50 azalma). Üzümlerin kalitesi de olumlu etkilenmiş durumda: Panelli bağlardan elde edilen şarapların alkol oranı %1,5 daha düşük olurken, beyaz şaraplarda asitlik korunup aroma profili zenginleşiyor. Fransa’daki bir diğer büyük girişim olan Terr’Agro (Terr’Arbouts) Projesi ise güneybatı Fransa Landes bölgesinde 700 hektarlık bir alanda 200 hektarlık güneş paneli kurulumu ile 450 MW kapasite hedefleyen devasa bir agrivoltaik çiftlik olarak planlandı​. 35 çiftçinin bir araya gelerek su kalitesi sorunlarına çözüm arayışıyla başlattığı bu proje, yem bitkileri, yağlı tohumlar ve omega-3 yönünden zengin tarla bitkilerinin rotasyonunu entegre ederek bölgedeki hayvancılığı ve tarımı desteklemeyi amaçlıyor​. Proje geliştiricisi Green Lighthouse Développement (GLHD) firması, 2020’den bu yana beş yıllık etki değerlendirmeleri, yerel halkla istişareler ve ekolojik tasarım iyileştirmeleri yaparak projeyi onaylatmayı başardı​. 2028’de devreye girmesi beklenen bu tesis, hayata geçtiğinde Avrupa’nın en büyük agrivoltaik uygulamalarından biri olacak. Fransa hükümeti de agrivoltaik konusunda düzenlemeler getirerek, tarımsal üretimin panellerle birlikte de devamını güvence altına almayı hedefliyor – örneğin yeni yönergelere göre tarımsal üretimin verimi, paneller kurulduktan sonra da hektar başına en az %90 seviyesinde korunmalı, aksi halde o tesis “agrivoltaik” sayılmıyor. Bu yaklaşım, enerjinin tarımın önüne geçmemesini, ikisinin uyum içinde yürütülmesini sağlamak için önemli bir adım.

Çin: Dünyanın en büyük agrivoltaik tesisi şu an Çin’de bulunuyor. Ningxia Özerk Bölgesi’nde, Gobi Çölü’nün kenarında, yaklaşık 20 milyon metrekarelik bir alanda devasa bir proje hayata geçirildi. Bu projede 1 gigawatt (1000 MW) gücünde güneş paneli kurulumu yapıldı ve panellerin altında kurt üzümü (goji berry) yetiştiriciliği gerçekleştiriliyor. Çölün verimsiz topraklarında böylesine büyük ölçekli bir tarım ve enerji entegrasyonu, adeta çorak arazileri yeniden hayata döndürdü. Proje sayesinde bölgede daha önce %30’un altında olan bitki örtüsü kapsama alanı %85’e kadar çıkarıldı; yani panellerin gölgesinde çöl yeşermeye başladı. Bu sayede bir yandan temiz enerji üretilirken bir yandan da erozyon ve çölleşme ile mücadele edilmiş oluyor. Bölge halkına da ciddi bir istihdam imkânı doğdu: tahminlere göre 80 binden fazla kişi panel temizliği, budama, hasat gibi işlerde çalışarak gelir elde ediyor. Çin hükümetinin yenilenebilir enerjiye verdiği destek ve arazi kısıtlarını esnetmesi, benzer agrivoltaik projelerin ülkenin farklı yerlerinde de yaygınlaşmasını sağladı. Çin örneği, agrivoltaik sistemlerin sadece verimli tarım arazilerinde değil, aynı zamanda atıl veya marjinal arazilerde de uygulanıp oralarda yeni tarım imkanları yaratabileceğini gösteriyor.

Japonya: Agrivoltaik kavramının öncülerinden biri de Japonya’dır. 2004 yılında Japon araştırmacı Akira Nagashima’nın “solar sharing” (güneş paylaşımı) adını verdiği konsept, agrivoltaik’in ilk modern uygulamalarından biri olarak kabul ediliyor. Japonya’nın coğrafi yapısı (az düz arazi, çok dağlık alan) ve yüksek nüfus yoğunluğu, tarım ve enerji için alan bulmayı zorlaştırdığından, tarım arazilerinin çift amaçlı kullanımı fikri özellikle cazip hale gelmiştir. Hükümet 2013’ten itibaren tarım arazilerinde agrivoltaik sistemlere izin veren düzenlemeler yapmaya başladı ve güneş paneli dizilerinin altında tarıma devam edilmesi şartıyla çiftçilere şebekeye elektrik satma imkânı tanındı. Bu sayede ülke genelinde birçok küçük ölçekli (0,1 hektardan küçük) agrivoltaik uygulama ortaya çıktı. Örneğin Chiba bölgesinde bir çiftçi olan Kota Magami, tarlasına kurduğu panellerden elde ettiği elektrikle çiftliğinin tüm enerji ihtiyacını karşılamakla kalmayıp fazla elektriği de şebekeye satarak köyündeki diğer çiftçilere örnek oldu. Magami’nin çiftliği, bütün tarımsal ekipmanların (traktör hariç) elektrikli araç gereçlerle değiştirildiği, bataryaların raflarda sıraya dizildiği tam anlamıyla “elektrikli bir çiftlik” haline gelmiş durumda. Bu model, Japon tarımında otomasyon ve verimlilik artışı için yeni bir ufuk açıyor. Ancak her şeye rağmen Japonya’da agrivoltaik yayılımı halen görece yavaş ilerliyor; 2013-2019 arasında toplam sadece 742 hektar tarım arazisi agrivoltaik sisteme geçti ki bu, ülkedeki 4,4 milyon hektarlık toplam tarım alanının çok küçük bir kısmı. Bunun nedenlerinden biri, Japonya’daki çiftçi nüfusunun yaşlı olması ve pek çoğunun kendilerinden sonra işi devralacak gençlerin olmaması nedeniyle yeni ve riskli yatırımlara temkinli yaklaşmaları. Ayrıca panel kurulum maliyetlerinin yüksekliği ve lisans süreçlerinin karmaşıklığı da etken. Yine de, örnek başarılı uygulamaların artmasıyla Japonya’da “güneş paylaşımı” konsepti giderek daha fazla çiftçi tarafından benimsenecek gibi görünüyor. Özellikle sert iklim koşullarında (örneğin kışın yoğun kar alan bölgelerde) panellerin tarımı kolaylaştırıcı etkisi (kar tutmasını engelleyerek seralarda çatı işlevi görmesi vb.) çiftçilere çekici geliyor. Japonya örneği, küçük ölçekli aile işletmelerinde bile agrivoltaik uygulamanın mümkün olabildiğini ve kırsal yaşamın canlandırılmasında rol oynayabileceğini bizlere gösteriyor.

Hindistan: Tarım ülkesi Hindistan, enerji ihtiyacını karşılamak üzere güneşe yönelirken, tarım arazilerinin korunması gereği nedeniyle agrivoltaik çözümlere de önem vermeye başladı. 2012 yılında Gujarat eyaletinde kurulan ilk pilot tesisle adım atılan agrivoltaik uygulamalar, son yıllarda özellikle Maharaştra ve Delhi bölgelerinde ivme kazandı. 2023 Temmuz ayı itibarıyla Hindistan genelinde farklı bölgelerde en az 22 agrivoltaik pilot proje işletmeye alınmış durumdaydı. Örneğin Maharaştra’da Parbhani yakınlarında kurulan 1,4 MW’lık agrivoltaik tesis, bölgede başlangıçta çekinceli yaklaşan çiftçilerin fikirlerini değiştirmiş bir başarı öyküsü sunuyor. Bu tesiste panellerin dizilişi ve yüksekliği, geleneksel tarım ekipmanlarının (traktör, pulluk vb.) aralarda çalışabileceği şekilde düzenlenmiş. Hatta bir bölümünde paneller tamamen yüksek mesnetlere alınarak küçük traktörlerin rahatça altlarında dolaşması sağlanmış durumda. Bu sayede çiftçiler normal tarım faaliyetlerini (sürme, ekim, hasat) büyük ölçüde sürdürebiliyorlar. Ayrıca sistem, yağmur suyu hasadı ve damla sulama ile entegre edilerek su yönetimi iyileştirilmiş; paneller yağmur sularını belirli noktalara yönlendirip depolarken, gölgeleme sayesinde toprağın nemini koruyarak kurak mevsimde destek sağlıyor. Hindistan’da agrivoltaik henüz geniş ölçekli yaygınlığa ulaşmasa da, teknoloji ve tasarım inovasyonları ile ölçeklenebilir hale getirilmesine çalışılıyor. Ülkenin sürdürülebilir kalkınma hedefleri doğrultusunda, hem gıda hem enerji güvenliğini bir arada geliştirebilecek bu sistemlerin önümüzdeki yıllarda devlet teşvikleriyle çok daha fazla çiftlikte uygulanması bekleniyor. Nitekim Hint hükümetine bağlı kurumlar, agrivoltaik konusunda standartlar belirleyip (örneğin Japonya’da olduğu gibi tarımsal verim kaybının %20’yi geçmemesi şartı) çiftçilere finansal destekler sunarak bu ikili üretim modelini cazip hale getirmeyi planlıyor.

Diğer Ülkeler: Yukarıda bahsedilenlerin dışında, Almanya ve İtalya gibi ülkelerde de meyve bahçeleri, sebze tarlaları ve hatta tahıl alanları üzerinde agrivoltaik denemeler sürmektedir. Almanya’da Fraunhofer ISE Enstitüsü öncülüğünde meyve bahçelerinde (elma, kiraz gibi) panelli sistemler test edilirken, İtalya’da çeşitli üniversiteler marul, buğday ve turp gibi ürünlerle farklı panel yapılandırmalarını karşılaştırıyor. Hatta İtalya’dan bir araştırma, agrivoltaik sistem altında yetişen buğdayın toplam veriminde bir miktar düşüş olsa da elde edilen ürünün protein içeriği ve hayvan yemi olarak besleyiciliğinin arttığını rapor etmiş, yani miktar azalsa da kalite yükselmiştir. Hollanda’da da sera çatılarında yarı saydam panellerle tarım birleştirme çalışmaları dikkat çekiyor; örneğin bazı domates ve biber seralarında özel şeffaf güneş panelleri kullanılarak bitkilere yeterli ışık geçerken enerji üretimi sağlanıyor. Birleşik Krallık’ta agrivoltaik henüz yaygın olmasa da araştırmacılar, özellikle iklim değişikliğiyle artan aşırı sıcak ve kurak dönemlere karşı hassas meyve-sebze türlerinde (örneğin marul, ıspanak gibi yeşillikler) bu sistemlerin faydalı olabileceğini belirtiyor. Özetle, dünya genelinde çok çeşitli coğrafyalarda farklı ürün ve tasarımlarla agrivoltaik uygulamaların başarılı olduğu görülüyor. Ortak sonuç ise her yerde benzer: Uygun planlama ve teknolojiyle, tarımsal üretim büyük ölçüde korunurken veya artarken, hatırı sayılır miktarda temiz enerji de aynı anda üretilebiliyor. Bu da hem ekonomik hem çevresel açıdan geleceğe umut veriyor.

Dünya bu çift katmanlı devrime hazırlanıyor.

Agrivoltaik Hangi Ürün Gruplarında Kullanılıyor?

Agrivoltaik sistemler, her ne kadar birçok ürünle denenebilse de, pratikte bazı bitki ve hayvan grupları diğerlerine göre daha elverişli sonuçlar veriyor. Genel eğilim, gölgeye kısmen dayanıklı veya aşırı güneşten olumsuz etkilenen yüksek katma değerli ürünlere yönelmek şeklinde. Örneğin yapraklı sebzeler (ıspanak, marul, pazı gibi), kök sebzeler (turp, havuç), bazı meyveler (çilek, yaban mersini, ahududu gibi yumuşak meyveler) ve üzüm, agrivoltaik altında başarılı sonuçlar alınan ürün gruplarından. Sebzeler, özellikle de yapraklı olanlar, panellerin kısmi gölgesinde daha serin bir mikroklima buldukları için verimlerini koruyabiliyor, hatta artış gösterebiliyorlar. Zaten Türkiye özelinde de araştırmalar, panel sıraları arasında en uygun yetiştirilebilecek ürün grubunun sebzeler olduğunu ortaya koyuyor; veriler, Türkiye’de üretilen tarım ürünlerinin %25’inin sebze olduğunu ve bunların agrivoltaik sistemlerle rahatlıkla entegre edilebileceğini gösteriyor. Nitekim İstanbul’daki agrivoltaik pilot uygulamasında ıspanak ve lahana yetiştirilmesi, Colorado’daki Jack’s Solar Garden’da domates, biber gibi sebzelerin başarılı olması bu öngörüyü destekliyor.

Meyve ve bağ ürünleri de agrivoltaik için popüler bir kategori. Özellikle güneş yanığı problemi olabilen veya aşırı sıcaklarda kalite kaybına uğrayan meyveler için paneller koruyucu bir şemsiye görevi görebiliyor. Yukarıda bahsettiğimiz Fransız üzüm bağları bunun çarpıcı bir örneği – Chardonnay, Grenache gibi üzüm çeşitleri paneller altında daha serin ve nemli bir ortam bularak hem miktar hem kalite yönünden gelişim gösterdiler​. Benzer şekilde, elma, kayısı, şeftali gibi meyve ağaçları üzerinde de yarı geçirgen panellerle yapılan denemeler sürmekte; ağaçların üzerine kısmen ışık geçiren paneller yerleştirerek hem meyveleri doludan korumak hem de enerji elde etmek hedefleniyor. Çilek gibi narin meyveler için ise durum biraz karmaşık; bazı araştırmalar panellerin altında çilek yetiştirmenin verimi olumsuz etkileyebileceğini belirtirken, kimileri de doğru ışıklandırma ve sulama ile bunun üstesinden gelinebileceğini söylüyor. Örneğin bir çalışma, çileğin yoğun gölgeye hassas olduğunu, dolayısıyla panellerin dizilim sıklığının iyi ayarlanması gerektiğini ortaya koymuştur.

Yem bitkileri ve tahıllar: Geniş alan kaplayan bu ürün grupları (buğday, mısır, yonca, otlak çimi vb.), ilk bakışta güneş panelleriyle birlikte düşünüldüğünde pratik görünmeyebilir. Zira biçerdöver, traktör gibi büyük makinelerin tarlada rahatça çalışabilmesi ve bitkilerin de yeterli güneş alabilmesi gerekir. Ancak Fransa’daki TSE Energy projesi bu önyargıyı kırarcasına bir tasarım geliştirdi. 3 hektarlık bir alana yayılan 2,4 MW’lık bu agrivoltaik sistemde paneller, yerdeki mahsulden metrelerce yüksekte, çelik halatlı bir kafes sistemi üzerinde kurulmuştu. Bu yükseklik sayesinde büyük tarım makineleri (biçerdöver, traktör) rahatlıkla altından geçebiliyor ve tarla geleneksel şekilde işlenebiliyordu. Üstelik paneller tek eksenli izleme (tracker) özelliğine sahipti; yani gün içinde güneşi takip ederek elektrik üretimini maksimize ederken, yağmur yağdığında dikey konuma gelip suyun tarlaya ulaşmasını engellemiyor, istenen zamanlarda da gölgeyi azaltmak için açısını değiştirebiliyordu. Böylece hem buğday gibi tahıllar yetiştirilebilmiş hem de hatırı sayılır düzeyde enerji üretilmişti. Ancak genele bakıldığında, tahıllar ve baklagiller gibi geniş alan isteyen ve güneşin tam spektrumuna ihtiyaç duyan ürünlerde agrivoltaik uygulama zorlayıcı olabiliyor. Bu nedenle dünya genelinde agrivoltaik projeleri şu an için daha çok sebze, meyve, bağ, yem bitkisi ve aromatik-bitkisel (örneğin lavanta, kekik, nane gibi) ürünlere odaklanmış durumda. Aromatik ve tıbbi bitkiler, kısmi gölgeyi tolere edebildikleri ve genelde boyları kısa kaldığı için panellerin altında rahatça yetişiyor. Mesela Colorado’daki Jack’s Solar Garden’da lavanta yetiştiriciliği, bir yandan bal arıları için habitat sağlarken bir yandan da çiftliğe ek gelir kazandırdı.

Hayvancılık entegrasyonu: Agrivoltaik dendiğinde sadece bitkisel üretim akla gelmemeli; hayvancılık da bu modelin önemli bir parçası olabilir. Özellikle küçükbaş hayvanlar (koyun, keçi) güneş tarlalarında doğal biçimde “biyolojik çim biçme makinesi” işlevi görerek panellerin altındaki otları kontrol altında tutabiliyor. Bu, hem bakım maliyetlerini düşürüyor hem de çiftçiye ek bir verim sağlıyor. ABD’de planlanan Oak Run projesinin 1.000 koyunu içererek güneş panelleriyle mera hayvancılığını birleştirmesi bu yaklaşımın büyük ölçekli bir örneği olacak. Fransa, Almanya gibi ülkelerde de birçok güneş santralinde koyunlar otlatılıyor ve buna “solar grazing” (güneş meracılığı) adı veriliyor. Hatta bu iş için özel girişimler ve kooperatifler kurulmuş durumda; koyun sürülerini güneş enerjisi tesislerine götürüp otlatan, böylece hem hayvanları besleyip hem tesis bakımını yapan çobanlık hizmetleri bile mevcut. Bunun dışında arıcılık da agrivoltaik sistemlere entegre edilebiliyor; panellerin kenarlarına konulan arı kovanları ve oluşturulan polinatör dostu bitki şeritleri sayesinde hem bal üretimi teşvik ediliyor hem de çevredeki ekosistem destekleniyor. Polinatör dostu bitki şeritleri, arılar, kelebekler, böcekler gibi tozlaşmayı sağlayan (polinatör) canlılara besin, barınak ve yaşam alanı sunan özel olarak seçilmiş çiçekli ve nektarlı bitkilerden oluşan dar alanlardır. Genellikle tarla kenarlarında, panel sıraları arasında ya da seraların çevresinde yer alırlar.

Agrivoltaik sistemlerde bu şeritler: Tozlaşmayı artırır. Arıların ve doğal polinatörlerin korunmasına yardımcı olur.  Biyoçeşitliliği destekler, zararlı böceklerle doğal yolla mücadele imkanı sağlar. Panel altı serinliğini koruyarak mikroiklim katkısı sağlar. Polinatör dostu bitki türleri: Lavanta Yonca Ekinezya Afacan (Phacelia) Aster Kadife çiçeği Hardal Arapsaçı (Rezene) gibi türlerdir.  Sonuç olarak, agrivoltaik sistemlerde ürün seçimi ve kullanım modeli oldukça esnek. Her bölgenin iklimine ve pazarına uygun kombinasyonlar seçmek mümkün. Örneğin bir çiftlik domates ve biber yetiştirirken enerji üretmeyi seçebilir; bir diğeri lavanta tarlasıyla güneş panellerini birleştirip esansiyel yağ üretirken elektrik satar; bir başkası ise mera alanında koyun besleyip aynı araziden enerji geliri elde edebilir. Önemli olan, tarımsal verimliliği koruyacak ve çiftçiye ekonomik fayda sağlayacak doğru eşleşmeyi bulmak.

Her bitkiye uygun bir güneş ortaklığı.

Farklı Agrivoltaik Sistem Tasarımları

Her tarla ve ürün farklı olduğu gibi, kullanılan agrivoltaik sistemlerin tasarımları da bir hayli çeşitlilik gösterir. “Tek beden uyar” yaklaşımı bu alanda geçerli değildir; panellerin yerden yüksekliği, hareket kabiliyeti, ışık geçirgenliği gibi faktörler proje hedeflerine ve yetiştirilen ürüne göre özelleştirilir. Genel hatlarıyla bakarsak, agrivoltaik sistem tasarımları birkaç kategoriye ayrılabilir:

Sabit Yapılı Sistemler: Bu en basit agrivoltaik uygulama türüdür. Güneş panelleri, geleneksel bir güneş tarlasında olduğu gibi belirli bir açıda sabitlenir, ancak tarımsal faaliyetlere engel olmayacak şekilde dizilim ve yükseklik ayarı yapılır. Örneğin paneller sıra sıra yerleştirilip aralarına bitkilerin ekilebileceği boşluklar bırakılır veya paneller, insanların ve küçük makinelerin geçebileceği yükseklikte montajlanır. Sabit sistemler mekanik olarak hareketli parça içermediği için bakımları nispeten kolay ve maliyetleri düşüktür. Bununla birlikte gün içinde güneşi sürekli takip edemediklerinden enerji üretimi, izleyici sistemlere göre biraz daha düşük olabilir. İstanbul’daki Komşuköy pilot projesinde Enerjisa’nın kullandığı sistem bu tip sabit yapılı bir kurguya benzetilebilir; paneller bahçenin üzerine sabit bir çatı misali kurulmuş ve altında tarım yapılmıştır. Sabit sistemler, özellikle küçük ölçekli bahçelerde, seralarda veya düşük bütçeli projelerde tercih ediliyor.

İzleyici Sistemler (Tracker’lar): Bu tasarımda güneş panelleri hareketli bir montaj sistemiyle donatılır ve güneşin konumuna göre açı değiştirebilir. İzleyici sistemler, tek eksenli (doğudan batıya güneşi takip eden) veya çift eksenli (hem doğu-batı hem yukarı-aşağı açıyı ayarlayan) olabilir. Agrivoltaik bağlamında izleyiciler iki fayda sağlar: Birincisi, enerji üretimini artırırlar, ikincisi ise gerektiğinde panelleri stratejik pozisyonlara getirerek bitkilerin mikroiklimini kontrol etmeye yardımcı olurlar. Fransa’daki TSE Energy projesinde panellerin bir ızgara üzerinde asılı olduğu ve izleme yaptığı örneği hatırlayalım; orada paneller güneşi izleyerek elektrik verimini maksimize ederken, aşırı sıcakta mahsulü gölgelemek veya dolu yağarken üstünü örtmek için de uygun açıya dönebiliyorlardı. Yine Sun’Agri’nin Fransa’daki dinamik agrivoltaik bağlarında, yapay zeka destekli bir izleme sistemi bulunur – paneller, anlık hava durumuna ve bitkinin ihtiyaçlarına göre açısını otomatik değiştirir (örneğin çok bulutlu bir günde dik durup mümkün olan en fazla ışığı yere geçirmeye çalışır, çok güneşliyse yayvanlaşıp gölge yapar). Bu tip izleyicili agrivoltaik sistemler teknoloji olarak oldukça sofistike olup tarla düzeyinde bir “akıllı şemsiye” işlevi görür. Elbette hareketli parçalar içerdiği ve kontrol sistemi gerektiği için yatırım ve bakım maliyetleri sabit sistemlere kıyasla daha yüksektir. Ancak verim artışı ve ürün koruma avantajlarıyla birçok durumda bu maliyeti karşılayabilmektedir. Özellikle yüksek değerli ürünlerde (üzüm, meyve gibi) izleyicili sistemler mantıklı bir tercih olarak öne çıkıyor.

Yarı Saydam Paneller: Bazı agrivoltaik uygulamalar, özel olarak üretilmiş yarı saydam (ışık geçirgen) güneş panelleri kullanır. Bu panellerin yüzeyinde, gelen güneş ışığının bir kısmını elektrik üretimi için kullanırken kalanını bitkilerin fotosentez yapabilmesi için alta ileten desenler veya saydam malzemeler bulunur. Örneğin çift camlı ve arasına belirli aralıklarla hücre dizilmiş fotovoltaik paneller, alttaki alana benekli bir güneş ışığı geçişi sağlayabilir. Yarı saydam paneller genellikle seralarda tercih edilir; seranın çatısına bu paneller yerleştirilerek içerideki bitkilerin yeterli ışığı alması ve aynı zamanda çatının enerji üretmesi hedeflenir. İtalya’da yapılan bir deneyde, seranın çatısına şeffaf bir perovskit güneş paneli yerleştirilerek radicchio (kırmızı hindiba) bitkileri yetiştirilmiş ve sonuçta bitkilerin daha hızlı büyüdüğü görülmüştür. Bu ilginç sonuç, panelin belki de bitkiler için ideal olmayan bazı ışık dalga boylarını soğurup, daha uygun spektrumu geçirmesiyle açıklanabilir. Yarı saydam panellerin bir başka kullanım alanı da yüksek katma değerli bitkiler içindir; örneğin orkide, ginseng gibi gölge seven bitkilerin üzerini yarı saydam panellerle kaplayarak her iki ürünü (bitki & elektrik) optimize etmek mümkün olabilir. Bu teknolojinin avantajı, bitkilere ulaşan ışığı tamamen kesmemesi; dezavantajı ise standart panellere göre genellikle daha pahalı ve veriminin bir miktar daha düşük olmasıdır (ışığın bir kısmı kasıtlı olarak geçirildiği için elektrik üretimi saf opak panellere göre azalır).

Yüksek Taşıyıcılı (Elevated) Sistemler: Bazı agrivoltaik projelerde paneller, insanların rahatlıkla altında ayakta durabileceği, hatta büyük makinelerin geçebileceği yükseklikte konstrüksiyonlar üzerinde konumlandırılır. Bu yüksek taşıyıcılı sistemler genellikle tarla tarımı yapılan geniş arazilerde veya hayvancılıkla entegre uygulamalarda kullanılır. Yukarıda bahsettiğimiz 5 metreye yakın yükseklikte panellerle donatılmış TSE Energy projesi bu kategoriye girer. Benzer şekilde Japonya’daki birçok “solar sharing” çiftliğinde paneller genellikle 3-4 metre yükseklikte kurulur, böylece altında pirinç tarlası dahi sürülebilir. Yüksek yapılı sistemlerin inşaat maliyeti (daha uzun direkler, sağlam yapı vs.) fazla olsa da tarımsal faaliyete neredeyse hiç engel olmamaları büyük avantajdır. Türkiye’de de ileride geniş buğday tarlalarında veya pamuk tarlalarında agrivoltaik düşünülürse, muhtemelen böyle yüksek yapılı tasarımlar gerekecektir. Bu sistemler sayesinde panel kurulumu sonrası çiftçiler alıştıkları biçimde ekim dikime ve hasada devam edebilirler. Hatta ara ara panellerin altına traktörle girip çapalama yapmak dahi mümkün olur. Yüksek yapılı sistemlerin bir alt çeşidi olarak askılı sistemler de anılabilir; bunlarda paneller, zemine sabit çok sayıda direk yerine, alanın kenarlarındaki direkler arasında gerilen çelik halatlara asılır. Böylece tarlanın ortasında ayaklık olmadığından tarımsal faaliyet daha da kolaylaşır. Tabii bu askılı sistemler için hassas mühendislik gerekir; panellerin rüzgara dayanımı ve halatların gerginliği iyi ayarlanmalıdır.

Bunların dışında yüzer agrivoltaik (balık çiftlikleri veya sulama göletleri üzerine paneller yerleştirip su yüzeyini de verimli kullanma), dikey panellerle rüzgar perdesi oluşturan sistemler gibi yenilikçi tasarım fikirleri de gündemdedir, ancak esas konseptler yukarıdaki gibidir. Neticede, her agrivoltaik projesi, arazinin özelliklerine, yetiştirilecek ürüne ve hedeflenen enerji kapasitesine göre özel tasarlanır. Kimi yerde basit sabit bir çatı yeterli olur, kimi yerde robotik takip sistemleri en iyi sonucu verir. Örneğin, marul ve fesleğen yetişen küçük bir köy bahçesinde sabit bir sistem uygunken, geniş bir üzüm bağı için dinamik izleyicili sofistike bir sistem daha doğru tercih olabilir. Tasarım çeşitliliği, agrivoltaik sistemlerin esnekliğinin ve farklı ihtiyaçlara cevap verebilme kabiliyetinin bir göstergesidir.

Tek çözüm yok; her araziye uygun farklı tasarımlar var.

Agronomi: Tarım Mühendisliği Bilimi

Agronomik Avantajlar: Gölge, Su, Rüzgar ve Dolu Yönetimi

Agrivoltaik sistemler, tarımsal üretime sadece engel olmamakla kalmaz, doğru planlandığında pek çok agronomik avantaj da sağlar. Güneş panellerinin bitkiler üzerindeki etkisi adeta kısmi bir sera etkisi gibidir – kontrollü gölgeleme, rüzgar kırma, fazla yağışı engelleme veya yönlendirme gibi işlevler üstlenebilirler. İşte agrivoltaik sistemlerin çiftçilere ve bitkilere sağladığı başlıca agronomik faydalar:

Isı ve Işığın Dengelenmesi: Yazın kavurucu öğle saatlerinde tarlalar üzerinde dik gelen güneş ışınları bitkilerde fotosentezi belli bir noktadan sonra artırmaz, aksine yaprak yanıkları ve aşırı buharlaşma gibi zararlı etkilere yol açar. Güneş panelleri bu yoğun ışığın bir kısmını yakalayarak hem elektrik üretir hem de aşağıdaki bitkileri aşırı ışık ve ısı stresinden korur. Örneğin ABD’de Arizona Üniversitesi araştırmacıları, çöl ikliminde güneş panellerinin gölgesinde yetiştirilen bitkilerin, tam güneş altındakilere kıyasla 2-3 kat daha fazla ürün verebildiğini belirlemiştir. Bu, panellerin altında daha serin ve nemli bir mikroklima oluşması sayesinde mümkün olmuştur. Benzer şekilde, Fransa’daki bağ örneğinde paneller gündüz sıcaklık piklerini düşürüp gece ısı kaybını yavaşlatarak üzüm bağlarında ideal bir ısı dengesi sağlamış ve verimi artırmıştır (​pv-magazine.com). Kısacası, agrivoltaik sistemler bitkilerin “altın aralıkta” (bitki gelişimi ile güneş paneli verimliliği arasında en ideal dengeyi sağlayan ışık geçiş oranını veya panel yerleşimi) ışıma ve sıcaklık görmesine yardımcı olur: Ne yaprakları kavuracak kadar fazla, ne fotosentezi durduracak kadar az… Bu dengeleme, özellikle iklim değişikliğiyle yaz sıcaklarının rekor düzeylere ulaştığı bugünlerde hayati önem taşımaktadır.

Su Tasarrufu ve Nem Yönetimi: Su, tarımın can damarıdır ve agrivoltaik sistemler suyun daha verimli kullanılmasına katkı yapar. Panellerin sağladığı kısmi gölge, topraktaki suyun buharlaşma hızını yavaşlatır. Daha az buharlaşma demek, bitkilerin kök bölgesinin daha uzun süre nemli kalması ve sulama aralıklarının seyrekleşmesi demektir. Fransa’daki dinamik agrivoltaik bağlarda, sulama ihtiyacının %20 ila %70 arasında azaldığı bildirilmiştir. Bunun nedeni, panellerin güneşli günlerde bağı çok ısıtmayarak toprağı nemli tutması ve ayrıca hava nemini arttırmasıdır. Ek olarak, iyi tasarlanmış agrivoltaik sistemlerde yağmur suyu hasadı da entegre edilebilir. Panellerin alt kenarlarına su toplama kanalları eklenerek yağmur suyunun depolanması ve daha sonra damla sulamada kullanılması mümkündür. Hindistan’daki bazı pilot projelerde bu yöntem uygulanmış; panel yüzeyine düşen yağmur suları toplanarak bitkilerin ihtiyaç duyduğu dönemde kullanılmak üzere biriktirilmiştir. Böylece agrivoltaik, suyun bol olduğu zamanda toplayıp kıt olduğu zamanda kullanan akıllı bir sisteme dönüşebilir. Bir diğer su yönetimi faydası da, sel veya su baskını gibi durumlarda panellerin yağışın şiddetini azaltıcı etkisidir. Yoğun bir sağanakta panellerin altındaki toprak, açık alana göre daha az doğrudan yağış alacağı için erozyon ve kaymak tabaka oluşumu azalır; suyun toprağa sızması daha dengeli olur. Özetle, agrivoltaik altında yetişen bitkiler daha “su huzurlu” bir ortam bulur. Çölden örnek verecek olursak, Çin’deki Ningxia projesinde panel gölgeleri sayesinde topraktaki nemin daha uzun süre korunduğu ve bu sayede çöl arazisinde bitki yetiştirmenin mümkün hale geldiği rapor edilmiştir (bitki örtüsü artışı %30’dan %85’e çıktı).

Rüzgar Kıran Etkisi: Güneş panelleri bir nevi siper vazifesi görerek rüzgarın şiddetini de azaltabilir. Özellikle yere yakın monte edilmiş paneller, bitkilerin rüzgarla yıpranmasını ya da toprağın savrulmasını engeller. Sert rüzgarlarda ekinler yatabilir, gövdeleri kırılabilir veya polenleme zorlaşabilir; paneller ise tarlanın üzerindeki geniş birer levha olarak rüzgar akımını kesintiye uğratır. Tamamen açık bir düzlüğe göre panellerle donatılmış bir tarlada rüzgarın hızı ve türbülansı düşer. Bu da bitkilerin daha sakin bir atmosferde büyümesine imkan verir. Mesela, mısır ya da buğday gibi uzun boylu bitkiler kuvvetli rüzgarlarda devrilebilirken, agrivoltaik düzende aralarda paneller olduğunda rüzgar kuvveti kırılır ve bitkiler ayakta kalabilir. Benzer şekilde, narenciye ağaçları veya muz gibi rüzgara hassas meyve bahçeleri, paneller sayesinde kısmi rüzgar koruması elde edebilir. Tabii rüzgar kıran etkisi, panel yerleşimine ve hakim rüzgar yönüne bağlıdır; her yönden açık olmayan tarlalarda belirgin olur. İyi tasarım yapılmazsa, panellerin altındaki boşlukta bir tünel etkisiyle rüzgar şiddeti artabilir de – bu yüzden agrivoltaik planlamada rüzgar dinamikleri de hesaba katılır.

Dolu ve Aşırı Yağış Koruması: İklim değişikliğiyle birlikte birçok bölgede dolu fırtınalarının ve şiddetli yağışların arttığı görülüyor. Tek bir dolu yağışı bile açık arazide tüm mahsulü dakikalar içinde yok edebilir, yaprakları delip meyveleri ezebilir. İşte güneş panelleri burada bir sigorta görevi üstlenir. Paneller, üzerini örttükleri bitkiler için adeta dev bir şemsiye gibi dolu tanelerini ve yoğun yağmur damlalarını göğüsler. İstanbul’daki Komşuköy agrivoltaik pilotunda bu amaç özellikle güdülmüştü – panellerin kısmi gölge sağlamasının yanı sıra sebzeleri dolu yağışından koruması bekleniyordu. Panel altında yetişen ıspanak, lahana gibi bitkiler, açıkta kalan tarlalara yağan doludan etkilenmezken, komşu tarladaki yaprakların delindiği senaryolar rapor edilmiştir. Hatta panellerin yüksekliği, dolu tanelerinin sekip yanlara düşeceği şekilde ayarlanarak koruma alanı genişletilebilir. Bu koruma etkisi, seracılıkta kullanılan naylon-örtü sistemlerine benzer bir güvence sunar, ancak aynı zamanda elektrik de üretir. Aşırı yağışlarda ise paneller suyun bir kısmını yönlendirerek tarla üzerinde aniden birikmesini önler. Bu, bitkilerin köklerinin su altında kalmasını engelleyerek kök çürümesi riskini azaltır. Ayrıca panellerin uçlarından akan sular belirli hendeklere veya kanallara yönlendirilip kontrollü drenaj sağlanabilir.

Soğuk ve Don Olaylarına Karşı Koruma: Güneş panelleri, gece boyunca gündüz depoladıkları ısının bir kısmını altlarına geri yayarlar. Güneş battıktan sonra panel altındaki hava, açık gökyüzüne tam maruz kalan bir ortama göre biraz daha sıcak kalabilir. Özellikle radyasyonel don denilen, berrak gökyüzü altında oluşan hızlı ısı kaybının yaşandığı gecelerde, paneller ısı kaybını yavaşlatır. Sun’Agri’nin Fransa’daki denemelerinde, paneller sayesinde bağ altındaki sıcaklığın çevreye göre 2°C daha yüksek kaldığı ve ilkbahar geç donlarında asma filizlerinin zarar görmediği not edilmiştir. Bu etki her zaman dramatik boyutta olmasa da, kritik eşiklerde hayat kurtarıcı olabilir. Örneğin 0°C civarında seyreden bir gece sıcaklığında, panel altı +1°C iken açıkta -1°C oluyorsa, panel altındaki ürünler don eşiğinin hemen üstünde kalıp hasarsız atlatabilir. Ayrıca kar yağışlarında da paneller bir çatı görevi görerek altındaki alanı kardan büyük ölçüde arındırır; bu sayede bitkiler üzerinde ağır kar yükü birikmez, erken çiçeklenen meyve ağaçları kar yanığı yaşamaz. Tabii çok sert kış koşullarında agrivoltaik kullanımının sınırlı olduğu da not edilmeli, zira paneller de yoğun kar birikimiyle kaplanabilir ve enerji üretimi durabilir. Ancak ılıman iklimli bölgelerde geç sonbahar veya erken ilkbahar donları açısından agrivoltaik sistemlerin koruyucu etkisi ciddi bir avantajdır.

Toprak Sağlığı ve Biyolojik Çeşitlilik: Agrivoltaik sistemlerin belki de dolaylı ama önemli bir diğer faydası, toprağın uzun vadeli sağlığına katkısı ve biyoçeşitliliği artırmasıdır. Panellerin sürekli gölgesi altında kalmayan (yani gün içinde dönen izleyicili sistemlerde ya da aralıklı dizilmiş sabit sistemlerde), kısmi gölgelikli tarlalarda topraktaki nem ve ısı daha dengeli olduğu için mikrobiyal yaşam zenginleşebilir. Toprak fazla kuruyup çatlamadığından solucanlar ve faydalı mikroorganizmalar için daha yaşanabilir hale gelir. Ayrıca tarlanın bazı kısımları günün farklı saatlerinde güneş aldığı ve farklı bitki türleri ekilebildiği için biyolojik çeşitlilik artabilir. Jack’s Solar Garden gibi projeler, panellerin altına polinatör (tozlaştırıcı) çekmek için çiçekli bitkiler ekerek arıları ve kelebekleri bölgeye çekmiş, böylece hem ekosisteme destek olmuş hem de ürünlerin polenlenmesini iyileştirmiştir. Gölge-sun ikiliği yaratan mikro alanlar, tarlanın bir kısmında nem seven bitkiler, diğer kısmında kurak seven bitkiler yetiştirmeye de olanak verebilir. Örneğin panellerin tam altına ıspanak ekerken, kenarlardan güneş alan şeritlere lavanta dikmek mümkündür; böyle bir çeşitlilik monokültür tarıma göre daha sağlıklı bir tarım ekosistemi yaratır. Ayrıca tarla kenarlarına yuva yapan kuşlar, böcekler için habitat oluşturulabilir, böylece doğal haşere kontrolü desteklenir. Bazı agrivoltaik projeleri özellikle rejeneratif tarım (toprağı eski sağlıklı haline döndürmek ve daha da iyileştirmek) prensipleriyle birleştirilerek toprağın karbon tutma kapasitesini ve verimliliğini artırmayı hedeflemektedir.

Tüm bu avantajlar özetle, agrivoltaik sistemlerin sadece elektrik üretmek uğruna tarıma “katlanmak” değil, bilakis tarımsal üretimi daha sürdürülebilir ve dirençli kılmak için bir araç olduğunu gösteriyor. Elbette her avantaj, doğru planlama ve uygulamayla ortaya çıkar; kötü tasarlanmış bir agrivoltaik sistem istenen faydaları sağlayamayabilir. Ancak dünya genelindeki deneyimler, iyi tasarlanan bir sistemde bitkilerin panellerle simbiyotik (ortak yaşamlı) bir ilişki kurduğunu, birbirlerini desteklediklerini ortaya koyuyor. Güneş panellerinin gölgesi bitkilere serinlik ve su tasarrufu sağlarken, bitkilerin varlığı da panel alanlarının çift amaçlı kullanılmasını sağlayarak yenilenebilir enerjinin önünü açıyor. İklim değişikliği çağında, agrivoltaik gibi çözümler tarım topluluklarına “hem dayanıklılık hem üretkenlik” vadediyor.

Güneşin gölgesi toprak için can suyu, ürün için koruyucu kalkan.

Akıllı Sensör ve İzleme Sistemleri

Agrivoltaik sistemlerin verimli ve uyumlu çalışabilmesi için akıllı sensör sistemleri kritik bir rol oynar. Hem tarımsal verileri (toprak ve bitki durumu) hem de enerji üretimiyle ilgili verileri gerçek zamanlı izlemek, çiftçilerin ve sistem yöneticilerinin kararlarını veri odaklı vermesine imkan tanır. Günümüz teknolojisi sayesinde çeşitli Nesnelerin İnterneti (IoT) tabanlı sensörler tarlaya kolayca entegre edilebilmekte ve toplanan veriler kablosuz olarak bir merkeze iletilebilmektedir. Peki, bir agrivoltaik tarlasında hangi sensörler bulunur, neleri ölçer?

Toprak Nem ve Sıcaklık Sensörleri: Bunlar doğrudan toprağa yerleştirilir ve bitkilerin kök bölgesindeki nem miktarını sürekli takip eder. Toprak nem sensörleri sayesinde, sulama sistemi hassas bir şekilde kontrol edilebilir; toprak kurumaya başladığında otomatik sulama devreye girer, yeterince nemli olduğunda su tasarrufu için kapanır. Bu, özellikle agrivoltaik sistemlerde önemlidir çünkü paneller altındaki toprak daha uzun süre nemli kalabileceğinden, aşırı sulama yapılmaması gerekir. Toprak sıcaklığı sensörleri ise kök gelişimi açısından kritik olan ısı seviyelerini raporlar. Özellikle ilkbaharda toprağın ısınma hızını, sonbaharda soğuma eğilimini takip ederek ekim zamanlaması veya bitki seçimi optimize edilebilir.

Işık ve UV Sensörleri: Agrivoltaik tarla, klasik tarlaya göre farklı bir ışık ortamına sahiptir. Panellerin altındaki ışık miktarı ve kalitesi (spektrumu) değişir. Işık sensörleri, bitkilerin bulunduğu seviyede ne kadar güneş ışığı kaldığını ölçer. Gölgeleme oranını belirlemek, panel dizilimini veya panel eğimini ayarlamak için bu veriler kullanılır. Ayrıca UV (morötesi) ışın sensörleri, güneşten gelen UV miktarını ölçerek bitkilerin UV maruziyetini değerlendirir. Bazı spektrum sensörleri, fotosentetik aktif radyasyon (PAR) denilen bitkilerin fotosentez yapabildiği ışık bandının şiddetini de takip edebilir. Örneğin, izleyici sistemlerde sensörler vasıtasıyla “bitki altı ışık seviyesi” sürekli ölçülür ve yapay zeka, bitkinin optimum ışığı alması için panel açısını ayarlar. Gündüz belirli saatlerde belki paneller biraz açılıp daha çok ışık geçirir, öğlen ise kapanır – tüm bunları ışık sensörlerinden gelen veriler yönlendirir.

Hava Sıcaklığı ve Nem Sensörleri: Tarla ortamının genel iklimini izlemek için hava sıcaklığı ve bağıl nem sensörleri kullanılır. Paneller altındaki hava sıcaklığı açık alana göre biraz farklı seyredebilir; bu sensörler sayesinde mikroklimadaki değişimler takip edilir. Yüksek sıcaklık veya nem stresine karşı gerekirse önlemler alınır (örneğin çok sıcak olduysa ek sulama veya havalandırma açma gibi). Ayrıca bu veriler ışık verileriyle birlikte bitkilerin potansiyel fotosentez hızını, buharlaşma-terleme oranlarını tahmin etmekte kullanılır. Rüzgar hızı ve yönü ölçen anemometreler de eklenebilir; böylece esen rüzgarın paneller altında ne ölçüde hissedildiği anlaşılır. Örneğin, eğer rüzgar alt kısımda durgunlaşıp nem çok yükseliyorsa, mantar hastalıklarına karşı önlem gerekebileceği anlaşılabilir.

Toprak pH ve Besin Sensörleri: Gelişmiş agrivoltaik çiftliklerde, toprak pH’ını ve elektriksel iletkenliğini (dolaylı olarak besin konsantrasyonunu) ölçen sensörler de bulunabilir. Paneller, yağış ve bitki desenini etkilediğinden, toprağın kimyasını da dolaylı yoldan değiştirebilir. Örneğin panel altında yağış biraz az geldiği için tuz birikimi olmasın diye pH sensörleri uyarı verebilir veya gübreleme kararlarında bu veriler kullanılabilir. Her ne kadar çok yaygın olmasa da, hassas tarım uygulamalarında nitr ve fosfor gibi besin elementlerinin varlığını izleyen sensörler de mevcuttur. Agrivoltaik sistemlerde verimliliği maksimize etmek adına, bitkilerin besin ihtiyacını anlık takip etmek mantıklı olabilir.

Kamera ve Görüntüleme Sistemleri: Bazı agrivoltaik çiftliklerde dronlar veya sabit kameralarla bitkilerin gelişimi izlenir. Normal RGB kameraların yanı sıra kızılötesi (termal) kameralar bitki ve toprak sıcaklığını haritalayabilir, multispektral kameralar bitki sağlığını (NDVI gibi indekslerle) takip edebilir. Bu görsel veriler, sensör verileriyle birleştirilerek yapay zeka destekli sistemlere girdi olur. Örneğin bir kamera görüntüsünden bitkilerin su stresi yaşadığı algılanırsa (renk değişimi veya yaprak sıcaklığından), sistem bunu toprak nem sensörü verileriyle doğrular ve sulama artırılır.

Enerji Üretim ve Depolama Sensörleri: Agrivoltaik sistem demek aynı zamanda bir enerji santrali demektir. Bu nedenle sahada üretilen elektriğin miktarını, anlık güç çıkışını, akım-gerilim değerlerini ölçen sensörler (inverter’lar üzerinden veri alınır genelde) sürekli aktiftir. Hangi saatte ne kadar üretim olduğu, panellerin verim durumu, olası arıza veya kirlenme durumları bu verilerden anlaşılabilir. Ayrıca sistemde batarya depolama varsa, bataryaların doluluk düzeyi, sıcaklığı, şarj/deşarj hızı gibi parametreler de izlenir. Örneğin İstanbul’daki pilot projede 24 kWh kapasiteli bir batarya kullanılmış ve başlangıçta üretilen elektriğin tesiste aydınlatma gibi ihtiyaçlarda kullanılması, ikinci aşamada ise şebekeye bağlanması planlanmıştı. Bu tip hibrit sistemlerde, bataryanın optimum kullanımı için şarj kontrol sensörleri kritik önem taşır. Batarya doluyken inverter üretimi kısmalı veya su pompası gibi depolanamayan bir yükü çalıştırmalı; batarya boşalırken öncelik hayati tarımsal sistemlere verilmeli (örneğin gece sulama gerekiyorsa enerji oraya saklanmalı). Tüm bunları akıllı yönetmek için her bileşenden gelen verinin anlık takip edilmesi gerekir.

Veri İletişimi ve Platform: Bu sensörlerden gelen veriler genellikle kablosuz modüller aracılığıyla merkezi bir sisteme (bir bilgisayar veya bulut tabanlı platform) iletilir. Çiftçi veya işletme yöneticisi, akıllı telefonundaki bir uygulamadan veya bilgisayar ekranından tarlasının durumu hakkında anlık bilgi alabilir. Toprak neminden panel sıcaklığına, batarya doluluğundan hava durumuna kadar her şeyi tek bir gösterge panelinden görmek mümkündür. Ayrıca geçmiş veriler kaydedilerek istatistiki analizler yapılır, böylece örneğin “geçen yıl bu zamanlar nem daha yüksekti, bu yıl daha düşük, belki sulamayı artırmalıyım” gibi çıkarımlar yapılabilir. İleri düzey sistemlerde, makine öğrenimi algoritmaları bu veri setlerini kullanarak öngörülerde bulunabilir: “Önümüzdeki hafta sıcak hava dalgası geliyor, panel açısını şu şekilde ayarlarsam bitkiler strese girmez” veya “Bu bulutlu günlerde batarya şu kadar dayanıyor, kritik sistemleri beslemeye yetecek” gibi proaktif hamleler planlanabilir.

Özetle, agrivoltaik sistemler adeta sensörlerle donatılmış akıllı birer ekosistemdir. Bu sayede hem tarım hem enerji ayağında ince ayarların yapılması ve verimliliğin sürekli yüksek tutulması mümkün olur. İnsan gözüyle anında fark edilemeyecek küçük değişimler (toprak nemindeki düşüş, panel verimindeki azalma gibi) sensörler yardımıyla yakalanır ve düzeltici önlemler alınır. Çiftçi tarlasını uzaktan izleyebilir, hatta otomasyon sistemleri sayesinde birçok süreç kendi kendine yönetilebilir. Bu teknolojik altyapı, agrivoltaik konseptinin başarısının temel anahtarlarından biridir çünkü tarım ve enerji arasındaki dengeyi gerçek zamanlı veri ile sağlamaya imkan tanır. Bir bakıma, agrivoltaik tarla bir canlı laboratuvar gibi çalışır; sayısız veri noktası sürekli toplanır ve daha iyi kararlar almak için kullanılır. Bu da hem ürün miktarını ve kalitesini artırır, hem de enerjiden maksimum geliri elde etmeyi sağlar.

Veri ile tarımı birleştir: Her damlanın, her ışının hesabını bil.

Türkiye İçin Agrivoltaik Potansiyeli

Türkiye, üç tarafı denizlerle çevrili, farklı iklim kuşaklarının kesiştiği, geniş ve bereketli topraklara sahip bir ülke. Aynı zamanda coğrafi konumu sayesinde güneş enerjisi potansiyeli de oldukça yüksek. Bu özellikleriyle Türkiye, agrivoltaik uygulamaları için büyük bir potansiyel barındırıyor. İyi planlanmış bir stratejiyle, farklı bölgelerimizde tarım ve güneş enerjisini entegre ederek hem çiftçilerimizin gelirini artırmak hem de ülkenin yenilenebilir enerji kapasitesini yükseltmek mümkün olabilir.

İklim ve Güneşlenme Potansiyeli: Türkiye, enlemleri itibarıyla yıllık ortalama güneşlenme süresi yüksek bir ülke. Güney ve batı bölgelerimiz özellikle bol güneş alır. Konya’dan Şanlıurfa’ya uzanan İç ve Güneydoğu Anadolu hattı, yıllık 3000 saatten fazla güneşlenme süresiyle adeta bir güneş enerjisi cenneti. Örneğin Şanlıurfa, Mardin, Gaziantep gibi iller yazın çöl iklimine yakın koşullar yaşar; günlerce bulutsuz, parlak güneş alırlar. Bu bölgeler bir yandan Türkiye’nin önemli tahıl ve pamuk üretim merkezleridir, diğer yandan yaz kuraklığı ve aşırı sıcak nedeniyle tarımda zorluklar yaşanan alanlardır. Agrivoltaik sistemler, Güneydoğu Anadolu’da hem sulama ihtiyacını azaltan gölgeleme etkisiyle hem de ürünleri sıcaktan koruyarak çifte fayda sağlayabilir. Örneğin Gaziantep’in üzüm bağları ve zeytinlikleri, kısmi gölgeyle verim artırma potansiyeline sahip olabilir – tıpkı Fransa’nın güneyindeki bağlar gibi​. Şanlıurfa ve Diyarbakır ovalarında pamuk, mısır gibi ürünler için ise yüksek taşıyıcılı sistemlerle enerji hasadı yapılırken, aynı arazide kışın buğday yazın ikinci ürün devam ettirilebilir.

Akdeniz ve Ege bölgelerimiz (Antalya, Adana, Aydın, İzmir gibi iller) hem yoğun tarımsal üretime hem de güçlü güneş ışınımına sahiptir. Antalya örneğin, Türkiye’nin yaş sebze-meyve ambarıdır ve aynı zamanda güneşlenme açısından da çok avantajlıdır. Bu bölgede agrivoltaik uygulamalar özellikle örtüaltı tarım (seracılık) ile entegre düşünülebilir. Antalya ve Mersin’de binlerce dönüm sera, yıl boyu sebze-meyve üretir. Seraların üstünü güneş panelleri ile donatarak elektrik üretmek, hem üreticinin enerji maliyetini düşürür hem de bölgeye temiz enerji kazandırır. Modern seralarda yarı saydam panellerle domates-biber yetiştirme fikri, pratikte test edilebilecek çekici bir senaryodur. Örtüaltı dışında açık alan narenciye bahçeleri, muz plantasyonları da benzer şekilde kısmi gölgelemeden fayda görebilir; zira son yıllarda artan sıcak hava dalgaları portakal, mandalina bahçelerinde kalite sorunlarına yol açıyor. Paneller belli oranlarda gölge sağlayarak ürünün kalitesini korumaya yardımcı olabilir. Ege Bölgesi’nde İzmir, Manisa gibi illerde üzüm (Sultaniye üzümü gibi) ve incir, zeytin yetiştiriciliği öne çıkar. İzmir ve çevresi de güneş enerjisi yatırımları açısından aktif bir bölge. Bu iki avantaj birleştirilerek, mesela Manisa’da zeytinlikler üzerinde agrivoltaik veya İzmir’in üzüm bağlarında panelli sistemler düşünülebilir. Hatta İzmir’in tarımsal Ar-Ge merkezlerinde bu konuda pilot çalışmalar yapıldığı bilinmektedir.

İç Anadolu Bölgemiz (Konya, Ankara, Eskişehir, Kayseri vb.), geniş düzlükleri ve step iklimiyle güneşe oldukça müsaittir ancak su kısıtı nedeniyle tarımın zor yapıldığı yerler de vardır. Konya Ovası gibi Türkiye’nin tahıl ambarı olan bir yerde, agrivoltaik uygulamak için yüksek yapılı sistemler gerekir, çünkü biçerdöver gibi makinelerin rahat çalışması ve geniş alanların ekilmesi önem taşır. Burada belki, arazinin belli bir bölümüne odaklanıp sulama yapılan yüksek değerli ürünlerle agrivoltaik denemeleri yapılabilir. Örneğin Konya’da şeker pancarı tarımı paneller arası sulama sistemiyle entegre edilebilir veya patates tarlalarında sulamayı azaltmak için paneller stratejik yerlere konabilir. Ayrıca İç Anadolu’da küçükbaş hayvancılık yaygındır; bozkır meralarına düşük yoğunlukta paneller yerleştirilip (hayvanların gezinmesine engel olmayacak şekilde) hem ot üretimini hem enerji üretimini birleştiren modeller geliştirilebilir. Böylece kurak bozkırlarda bile enerji üretirken koyun-keçi varlığını sürdürmek mümkün olabilir.

Karadeniz Bölgemiz ise diğer bölgelere göre güneş potansiyeli düşük ve yağışlı bir iklime sahip olsa da, agrivoltaik için tamamen seçenek dışı değildir. Özellikle Artvin, Rize gibi eğimli arazilerde paneller teraslanmış çay bahçelerine entegrasyon denemeleri yapılabilir. Karadeniz’de dolu ve aşırı yağmur zararına karşı paneller faydalı olabilir; örneğin fındık bahçelerinde doluya karşı üst koruma sağlarken, oradan enerji üretmek cazip gelebilir. Ancak Karadeniz’de öncelik belki de enerji üretiminden ziyade tarımsal verimi korumak olmalı, çünkü güneşli saatler sınırlı. Yine de, küçük çaplı kıyı şeridi köylerinde, hayvancılık barınaklarının üzerine paneller konup altı ahır üstü enerji gibi pilot fikirler denenebilir.

Marmara Bölgemiz, iklim olarak orta değerlerde ve Türkiye nüfusunun yoğun olduğu yer. Burada tarım alanları kısıtlı ve şehirleşme baskısı altında. Agrivoltaik, Marmara’da daha çok kentsel tarım veya hobi bahçeleriyle, ya da büyük çiftliklerin enerji ihtiyacını karşılamasıyla gündeme gelebilir. İstanbul gibi bir megapolün yakın çevresinde tarım arazileri giderek azalıyor; o halde mevcut arazileri çift amaçlı kullanmak akıllıca olacaktır. Nitekim İstanbul’da Enerjisa ve Komşuköy işbirliğiyle yapılan pilot proje, bir kentsel tarım alanının nasıl çift üretime geçirilebileceğine dair güzel bir örnek teşkil etti. Marmara’da Tekirdağ, Edirne gibi tarımın yoğun olduğu illerde de, özellikle bağcılık (Şarköy tarafı) veya ayçiçeği tarlalarında esnek agrivoltaik uygulamalar düşünülebilir. Ayçiçeği normalde güneşi seven bir bitki, ancak belki panellerin gölgesinde yetiştirilecek başka bir ürünle rotasyona sokulabilir.

Özetle, Türkiye’nin hemen her bölgesinde agrivoltaik konsepti, doğru eşleştirmelerle uygulanabilir. Hangi bölgede, hangi ürünle, hangi tasarımın en uygun olacağını belirlemek için detaylı analiz yapmak gerekir. Nitekim bazı akademik çalışmalar da Türkiye’de farklı iklim zonlarından şehirleri modelleyerek agrivoltaik potansiyelini değerlendirmeye başlamıştır. Bir çalışmada, İstanbul (Marmara iklimi), İzmir (Akdeniz iklimi) ve Gaziantep (karasal sıcak iklim) örnek alınarak agrivoltaik sistemin verimlilik analizi yapılmış ve her biri için uygun panel açıları, mesafe aralıkları belirlenmeye çalışılmıştır. Bu tür araştırmalar, hangi bölgede hangi ürünlerin agrivoltaikten daha çok fayda göreceğini ortaya koyacaktır. Örneğin Gaziantep için üzüm ve Antep fıstığı ele alınıp panel gölgesinin etkisi incelenebilir; İzmir’de zeytinliklerde panellerin uzun vadeli etkisi hesaplanabilir; İstanbul’da sebze bahçelerinde optimum düzen belirlenebilir.

Türkiye’de toplam arazinin %31 kadarının tarım alanı olduğu, ancak güneş enerjisi kurulumlarının da hızla arttığı düşünülürse, agrivoltaik ile bu iki kritik ihtiyacı bir arada karşılamak stratejik bir öneme sahip. Önümüzdeki on yıllık dönemde Türkiye’nin güneş enerjisi kapasitesini 20 GW seviyelerinden çok daha yukarı çıkarması planlanıyor ve bu yatırımların bir kısmı agrivoltaik modele kaydırılırsa, yeni santraller kurulurken bir metrekare toprağımız bile boşa gitmemiş olur. Özellikle devletin güneş enerji ihalelerinde agrivoltaik projelere teşvik vermesi, pilot projeleri desteklemesi bu alandaki öğrenme eğrisini hızlandıracaktır. Avrupa Birliği’nde benzer yaklaşımlar görülüyor; Türkiye de tarım ve enerjiyi birleştiren bu yenilikçi yöntemde bölgesel liderlerden biri olabilir. Güneş tarlalarını buğday tarlalarına rakip değil, dost yapmak elimizde.

Türkiye’deki Örnek Uygulamalar ve Pilot Projeler

Türkiye’de agrivoltaik henüz emekleme aşamasında olsa da, son birkaç yıl içinde ilk kıvılcımlar çakılmaya başladı. Hem özel sektör hem de araştırma kurumları, küçük ölçekli de olsa agrivoltaik örnekleri hayata geçirerek bu konseptin yerel koşullardaki performansını test ediyor.

En somut ve medyada yankı bulan örnek, Enerjisa Üretim ile Komşuköy Kooperatifi işbirliğiyle İstanbul’da gerçekleştirilen pilot projedir. 2023 yılının hemen başında duyurulan bu proje, Türkiye’de aynı alanda hem sebze yetiştirip hem güneş elektriği üretmeye yönelik ilk girişimlerden biri oldu. İstanbul’un Çekmeköy ilçesinde Komşuköy adlı tarımsal kalkınma kooperatifinin bahçesinde uygulanan sistemde, güneş panelleri destekleyici bir konstrüksiyonla sebze bahçesinin üzerine yerleştirildi. Bu mini agrivoltaik tesisin kapasitesi 20 kW (haber metninde 20 kWh diye geçiyor olsa da bunun güç değeri olduğu anlaşılıyor) ve beraberinde 24 kWh’lik bir batarya depolama sistemi bulunuyor. İlk etapta üretilen elektriğin kooperatifin kendi ihtiyaçlarına (aydınlatma, sulama pompası vs.) kullanılması, ilerleyen aşamada ise şebekeye fazla enerjinin satılması planlanıyor. Tarımsal üretim tarafında ise projede ıspanak, lahana gibi yapraklı sebzeler ile yaban mersini (blueberry) gibi çok yıllık küçük meyve çalıları yetiştiriliyor. Bu ürünlerin seçimi bilinçli; ıspanak ve lahana gölge toleransı yüksek sebzeler, yaban mersini ise yarı gölge ortam seven bir bitki. Panellerin sağladığı kısmi gölgelemenin bu ürünlerin verimini düşürmediği gibi, yaz sıcağında kaliteyi artırabileceği öngörülüyor. Ayrıca paneller sebzeleri dolu yağışından koruma görevini de üstlenmiş durumda – İstanbul son yıllarda ani dolu fırtınalarıyla sık sık haber oluyor, bu sistem sayesinde bahçedeki ürünler korunacak. Enerjisa yetkilileri, bu pilot uygulamanın başarılı olması halinde konsepti Bandırma’daki hibrit santral sahalarında da denemeyi planladıklarını açıkladılar. Yani, Marmara Denizi kıyısındaki Bandırma enerji sahasında hem elektrik hem tarım entegre edilebilir. Enerjisa’nın bu projeyi hayata geçirmesi, Türkiye’nin en büyük enerji şirketlerinden birinin agrivoltaik potansiyeline inandığının göstergesi; üstelik Avrupa İmar ve Kalkınma Bankası’ndan aldıkları bir kredinin bir kısmını da bu yenilikçi çalışmalara ayırdıklarını duyurdular.

Enerjisa’nın projesi dışında, çeşitli üniversiteler ve araştırma enstitüleri de agrivoltaik üzerine çalışmalar yapıyor. Aksaray Üniversitesi’nden bir araştırma grubu, Türkiye’nin farklı iklim bölgelerinden seçtikleri (muhtemelen İstanbul, İzmir, Gaziantep) illerde teorik agrivoltaik simülasyonları gerçekleştirdi ve hangi şehirde ne tür ürünlerin uygun olabileceğini, optimum panel açılarını inceledi. Bu çalışma, 2021 yılında Energy Reports dergisinde yayınlanarak literatüre Türkiye perspektifinden bir katkı sundu. Yine Ankara’da Tarım ve Orman Bakanlığı’na bağlı Tarımsal Araştırma Enstitüleri, Konya Ovası’nda sulama projeleri ile güneş enerjisini birleştirmeyi, sulama göletleri üzerine yüzer güneş panelleri yerleştirirken çevresinde tarım yapmayı gibi entegre fikirleri değerlendiriyor. Ayrıca TÜBİTAK destekli bazı girişimler, seralar için güneş paneli entegrasyonu ve akıllı kontrol sistemleri geliştirme üzerine çalışmakta. Henüz kamuoyuna yansıyan çok sayıda somut uygulama olmamakla birlikte, sektörde bir hareketlilik olduğu söylenebilir.

Özel sektörde Enerjisa haricinde, birkaç girişimci çiftçi de kendi çapında küçük denemeler yapıyor. Örneğin Antalya’da bir örtüaltı üretici, serasının bir bölümünün plastik örtüsünü yarı saydam güneş panelleriyle değiştirdi ve domates yetiştirirken elektrik üretmeye başladı (deneme aşamasında). Yine Aydın’da bir incir üreticisinin, incir bahçesinin sıraları arasına birkaç adet tekne tipi güneş paneli koyarak orada düşük büyüyen sebzeler ekip sulama pompasını çalıştırdığı kulağımıza geliyor. Bunlar çok lokal ve küçük örnekler elbette, ancak fikrin yavaş yavaş çiftçiler arasında duyulduğunu göstermesi açısından önemli. Bir diğer dikkat çekici gelişme de Enerji kooperatifleri cephesinde yaşanıyor: Bazı tarım kooperatifleri, kendi arazilerine güneş enerji santrali kurmak isterken bir yandan tarıma devam edebilmek için agrivoltaik modele ilgi göstermeye başladı. Özellikle zeytin veya ceviz gibi geniş aralıklı dikilen ağaçları olan kooperatifler, ağaç sıralarının arasına paneller koyarak hem bahçeyi değerlendirmek hem de gelir elde etmek istiyor. Tabii mevzuat tarafında tarım arazisine GES kurmanın izinleri, arazi tarım dışı kullanım iznine girmeden bunu yapabilmek gibi konular netleşmeli. Bu noktada Tarım ve Enerji bakanlıklarının koordinasyonu önemli olacak.

Sonuç olarak, Türkiye’de agrivoltaik henüz birkaç pilot ve araştırma ile sınırlı, ancak potansiyel ve ilgi yüksek. İlk uygulamalardan alınacak veriler, yavaş yavaş daha büyük projelerin önünü açabilir. Belki de yakında GAP Bölgesi’nde veya Ege’de bir büyük ölçekli agrivoltaik çiftlik duyabiliriz. Örneğin, 50 hektarlık bir alanda hem güneş paneli tarlası hem seracılık entegre bir proje gündeme gelebilir. Bu tarz vizyoner projeler, Türkiye’yi bu alanda bölgesinde öncü yapabilir. Ayrıca yurtdışındaki başarılı örneklerin kamuoyuna tanıtılması, çiftçilerin ve yatırımcıların ilgisini çekecektir. Unutmayalım, Türkiye’de enerji yatırımları genelde büyük şirketler eliyle yapılırken tarım bireysel çiftçilerce yapılıyor; agrivoltaik ise bu iki kesimi ortak bir hedefte buluşturabilir. Bu iş birliği kültürünü oluşturmak için de pilot projelerin başarısı kritik. İstanbul’daki Enerjisa-Komşuköy projesi gibi hikayeler ne kadar çoğalırsa, Anadolu’da agrivoltaik o kadar benimsenecektir.

Yenilik küçük adımlarla başlar: Türkiye’de ilk örnekler umut veriyor.

Proje Bazlı Yaklaşımın Önemi

Agrivoltaik sistemlerde her araziye özel tasarım yapmak, başarının anahtarıdır. Tek tip bir çözümü alıp farklı yerlere kopyalamak, tarım gibi yerel şartlara son derece duyarlı bir alanda istenmeyen sonuçlar doğurabilir. Bu nedenle “proje bazlı yaklaşım” hayati önem taşır – yani her bir agrivoltaik uygulamasını ayrı bir proje olarak ele alıp, o projeye özgü koşulları ve ihtiyaçları gözeterek tasarım yapmak gerekir.

Neden her proje bu kadar özeldir? Öncelikle, iklim ve coğrafya her yerde farklıdır. Bir bölgenin yıllık güneşlenme süresi, ışınım şiddeti, yağış rejimi, rüzgar paterni bir diğerine uymaz. Örneğin Antalya’nın iklimi ile Kayseri’ninki apayrıdır; Antalya’da amaç belki aşırı güneşi filtrelemekken Kayseri’de kışın kar yüküne dayanmak olabilir. Dolayısıyla panel açıları, dizilim yoğunluğu, konstrüksiyon sağlamlığı gibi parametreler bölgeye göre optimize edilmelidir. Aynı şekilde toprak tipi ve arazi yapısı her projede değişir. Kimi toprak kumsal, kimi killi olabilir; birinde drenaj sorunu varken diğerinde su tutma sorunu vardır. Arazi düz olabilir ya da hafif meyilli olabilir. Bütün bunlar hem tarımsal üretimi hem inşaatı etkileyen faktörlerdir. Proje tasarımında bu veriler dikkate alınır; gerekirse toprak ıslahı veya arazi tesviyesi yapılır ya da tasarım mevcuda uydurulur.

En önemlisi, yetiştirilecek ürün ve tarım yöntemi projeden projeye değişir. Her bitkinin ışık ihtiyacı, kök derinliği, sulama gereksinimi farklıdır. Örneğin domates bitkisi, lahana bitkisine göre daha fazla güneş ister; dolayısıyla panellerin gölge oranı domates için daha düşük tutulmalıdır, belki paneller arası mesafe açılmalıdır. Ya da bir proje hayvancılık odaklıdır, koyun otlatılacaktır – o zaman panel ayaklarının yükseklik ve aralıkları hayvan geçişine uygun olmalıdır, çit sistemleri düşünülmelidir. Bir serada uygulanacak agrivoltaik ile açık tarla agrivoltaik tasarımı zaten tamamen farklıdır. “Proje bazlı” demek, tüm bu parametrelerin her seferinde yeniden ele alınıp en uygun kombinasyonun belirlenmesi demektir. Kulağa zahmetli geliyor olabilir; evet, agrivoltaik bir bakıma terzi işi bir mühendislik gerektirir. Ancak bu yaklaşım olmadan verimli sonuç almak zordur.

Veri odaklı uygulama da proje bazlı yaklaşımın ayrılmaz parçasıdır. Bir agrivoltaik projeye başlarken ideal olan, öncesinde o arazide bir ölçüm ve analiz süreci yürütmektir. Örneğin bir yıl boyunca araziye konulacak basit veri kaydedicilerle güneş ışığı ölçümleri, toprak nem profili, ürün verimi gibi veriler toplanır. Bu veri seti, panel kurulursa ne olur sorusuna ışık tutar. Bilgisayar simülasyonları ile panel gölgesi modellemesi yapılır. Farklı tasarımlar sanal ortamda test edilir; “%50’si kapalı gölgeleme olursa mısır verimi ne olur?” gibi soruların cevabı, literatürdeki benzer denemelerin sonuçları ve yerel veriler kullanılarak bulunmaya çalışılır. Ayrıca tarla bitki deseninin analizi yapılır: Ekim nöbeti varsa (rotate ediliyorsa ürünler) agrivoltaik buna nasıl entegre edilir planlanır. Mesela iki yıl buğday bir yıl nadas yapılan bir yerde, belki nadas yerine panel altına yem bitkisi ekilip buğday yıllarında farklı bir strateji izlenecektir.

Her proje bir öğrenme fırsatı da yaratır. Küçük bir pilot uygulama bile, gelecek büyük proje için çok değerli veriler sağlayabilir. Bu nedenle proje bazlı yaklaşımda, pilotlamaya ve kademeli büyümeye yer verilir. Örneğin 100 dönümlük bir çiftlikte nihai hedef tüm araziyi agrivoltaik yapmak ise, önce 5 dönümlük bir alanda pilot sistem kurulup 1-2 yıl izlenir. Verim, kalite, operasyonel zorluklar görülür. Sonra tasarımda gerekirse değişiklikler yapılıp ölçek büyütülür. Hatta aynı proje içinde adaptif yönetim yaklaşımı benimsenir: Sistem kurulduktan sonra da veriler izlenerek dinamik ayarlamalar yapılır. Bu tarım için de geçerli, enerji için de. İlk yıl belki panel yüksekliği sabit ama ikinci yıl fark edilir ki ayçiçeği ekildiğinde daha fazla boşluk gerekmiş, ona göre üçüncü yıl düzenleme yapılır.

Ayrıca her agrivoltaik proje paydaşlarıyla da özeldir. Proje bazlı demek, orada çalışan çiftçinin deneyimi, bilgi birikimi, beklentileri ile de şekillenmek demektir. Çiftçi “ben yıllardır şunu ekiyorum, bu panel işi verimi etkilemez umarım” diyorsa onu dinleyip endişesini gidermek gerekir. Belki de çiftçinin gözlemlediği bir mikroklima olayı vardır, tasarımı etkiler. Veya bir yatırımcı “ben enerjiyi daha çok önemsiyorum” der, bir diğeri “tarım benim için öncelikli” der – bunlara göre de odak değişebilir. Neticede her projenin başarısı, teknik kadar sosyal kabulüne de bağlıdır. O nedenle yerel halkın, çiftçinin projeye katılımı, görüşlerinin alınması önemli. Fransa’daki Terr’Agro projesinde 5 yıllık istişare süreci yaşandığını gördük; bölge halkının endişeleri dinlenip proje tasarımına yedirildi​ (pv-magazine.com). Türkiye’de de örneğin köy ortak merasına agrivoltaik kurulacaksa, köylüyle birlikte planlamak en doğrusu olacaktır.

Proje bazlı yaklaşımın belki de en güzel yanı, yaratıcı çözümlere açık olması. Standart bir şablon izlemediğiniz için, her projede yeni bir şey öğrenip bunu bir sonraki projede uygulayabilirsiniz. Mesela bir projede panel altında arı kovanları koydunuz harika bal aldınız diyelim; bunu başka projede de kullanabilirsiniz. Ya da bir projede panel ayaklarına tırmanıcı fasulye diktiniz hem toprak örtüldü hem ürün geldi, bu fikir başka yerlere taşınabilir. Bu esneklik, agrivoltaik kavramını zenginleştirir.

Tabii ki, proje bazlı yaklaşım demek her seferinde her şeyi sil baştan icat etmek değildir. Biriken bilgi havuzundan yararlanarak isabetli tahminler yapmak, modüler tasarım prensipleri oluşturmak da mümkündür. Yani eldeki verilerle “Akdeniz bölgesi, sera tarımı, sabit panel” gibi bir şablon çözüm çıkarıp onu bölgedeki projelere uygularken ufak uyarlamalar yapmak, zamanla geliştirilecek bir yöntem olabilir. Fakat şu noktada Türkiye için konuşursak, elimizde yeterli saha deneyimi olmadığı için, ilk girecek projelerin gerçekten detaylı etütlerle, mümkünse üniversite iş birlikleriyle desteklenerek ilerlemesi gerekiyor.

Kısacası, agrivoltaikte başarı %50 teknoloji ise %50 de uygulama sanatıdır. Bu sanat, proje bazlı bakış açısıyla icra edilir. Hangi tohuma ne kadar güneş, hangi panellere ne kadar yükseklik – her biri ayrı bir hesap, ayrı bir tasarım gerektirir. Tarlaya inmeden önce masa başında yapılan bu titiz hazırlık, tarlada alınacak verimi ve üretilecek enerjiyi maksimize eder. “Bir taşla iki kuş vurmak” istiyorsak, taşı doğru açıyla atmalıyız; aksi halde ikisi de yaralı kaçabilir. Proje bazlı, veri odaklı, titiz bir planlama ile ise gerçekten hem tarım hem enerji kuşu yakalanabilir.

Güneşin Işığını Toprağın Gücüyle Birleştiriyoruz

Agrivoltaik sistemler; aynı arazide hem tarım hem enerji üretimini mümkün kılan, dünyada yükselen bir çift hasat modeli. Doğru sensörlerle, doğru enerji altyapısıyla ve akıllı yönetimle bu sistemler, hem verimi hem kazancı artırıyor. İşte biz, tam da bu noktada devreye giriyoruz.

Forem-ARGE olarak geliştirdiğimiz akıllı sistemler sayesinde, arazinizdeki toprak nemi, sıcaklık, ışık, pH gibi tüm parametreleri gerçek zamanlı izliyor; otomatik sulama, enerji optimizasyonu, tahmine dayalı bakım ve uzaktan kontrol gibi ileri teknolojileri tarımsal üretimin hizmetine sunuyoruz. Üstelik sadece izlemekle kalmıyor, gerekli tüm müdahaleleri otomatik senaryolarla uyguluyoruz. Tarım ve enerjiyi senkronize eden bu sistem, tarlanızı dijitalleştiriyor, riskleri azaltıyor, verimi artırıyor.

SUNIVOL olarak ise bu sistemlerin sahadaki tüm fiziksel kurulumunu, projelendirmesini ve EPC sürecini üstleniyoruz. Panel yerleşiminden kablolamaya, sensör kurulumundan devreye almaya kadar her aşamada yanınızdayız. Türkiye’nin dört bir yanında edindiğimiz saha tecrübesiyle, agrivoltaik projeleri güvenle hayata geçiriyoruz.

Kısacası, biz bu sistemi sadece kurmuyoruz; birlikte yönetiyoruz.

Her tarla farklıdır. Her ürünün, her arazinin, her çiftçinin ihtiyacı farklıdır. Bu yüzden biz standart çözümler sunmuyoruz. Özel çözümler geliştiriyoruz.

Bizi arayın, enerjinizin gücünü birlikte ortaya çıkaralım.

Referanslar:

• https://www.nrel.gov/docs/fy24osti/87786.pdf
• https://www.mdpi.com/2227-9717/11/3/948
• https://www.mdpi.com/2071-1050/16/18/8271
• https://www.nrel.gov/docs/fy22osti/83566.pdf
• https://www.nrel.gov/docs/fy23osti/84669.pdf
• https://www.energy.gov/eere/solar/agrivoltaics-solar-and-agriculture-co-location
• https://www.energy.gov/eere/solar/articles/potential-agrivoltaics-us-solar-industry-farmers-and-communities
• https://news.cornell.edu/stories/2025/02/solar-solutions-agrivoltaics-offer-array-options-farmland-use
• https://tarfin.com/blog/agrivoltaik-tarim-nedir
• https://www.agritecture.com/blog/2022/2/3/largest-farm-to-grow-crops-under-solar-panels-proves-to-be-a-bumper-crop-for-agrivoltaic-land-use
• https://www.weforum.org/stories/2022/07/agrivoltaic-farming-solar-energy
• https://openei.org/wiki/InSPIRE/Agrivoltaics_Map
• https://www.statkraft.com/newsroom/explained/agrivoltaics-combining-solar-panels-and-agriculture
• https://nebraskalegislature.gov/pdf/reports/research/snapshot_agrivoltaic_technology_2022.pdf
• http://www.ers.usda.gov/amber-waves/2024/april/common-ground-for-agriculture-and-solar-energy-federal-funding-supports-research-and-development-in-agrivoltaics
• https://en.wikipedia.org/wiki/Agrivoltaics
• https://www.enerjisauretim.com.tr/_assets/pdf/enerjisa-uretim-2023-surdurulebilirlik-raporu.pdf
• https://www.zorluenerji.com.tr/uploads/pdf/pdflist/yillik-entegre-faaliyet-raporu-3.pdf
• https://www.zorluenerji.com.tr/uploads/pdf/pdflist/yillik-entegre-faaliyet-raporu-5.pdf
• https://cdn.kalyonpv.com/images/uploads/Kalyon-PV-Surdurulebilirlik-Raporu.pdf
• https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/4250358
• https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/3703563
• https://www.donanimhaber.com/tarim-arazilerine-yerlestirilen-gunes-panelleri-verimi-arttiriyor--183163
• https://www.nature.org/en-us/magazine/magazine-articles/agrivoltaic-solar-farm-grows-produce/
• https://sunagri.fr/en/
• https://www.iberdrolaespana.com/about-us/business-lines/solar-energy/agrovoltaics
• https://www.pv-magazine.com/2024/04/24/south-korea-offers-support-for-agrivoltaics