Năng lượng mặt trời trong sản xuất nông nghiệp
Thứ năm, 20/12/2012 - 13:13
Hiện nay, trong khi các nguồn năng lượng trên thế giới đang dần cạn kiệt thì giải pháp sử dụng các nguồn năng lượng thay thế gần gũi với thiên nhiên đang được chú trọng, đặc biệt là nguồn năng lượng mặt trời
Hiện nay, trong khi các nguồn năng lượng trên thế giới đang dần cạn kiệt thì giải pháp sử dụng các nguồn năng lượng thay thế gần gũi với thiên nhiên đang được chú trọng, đặc biệt là nguồn năng lượng mặt trời (NLMT). Việc áp dụng nguồn năng lượng này vào sản xuất giúp giảm thiểu chi phí, tiết kiệm năng lượng, nhiên liệu, góp phần bảo vệ môi trường và đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
Nguồn năng lượng vô tận
Trong thời gian qua, các nguồn năng lượng truyền thống được khai thác chủ yếu là dầu khí, than đá và điện; nhưng chỉ trong một vài năm tới, các nguồn năng lượng này sẽ dần cạn kiệt và không thể đảm bảo lâu dài cho ngành Năng lượng Việt Nam. Theo dự báo, đến năm 2025, Việt Nam chỉ đáp ứng được 30% nhu cầu tiêu thụ trong nước và trong tương lai, nước ta có thể sẽ phải nhập khẩu năng lượng. Trước tình hình trên, phương thức chuyển đổi từ năng lượng hóa thạch sang năng lượng tái tạo - đặc biệt là nguồn NLMT - ngày càng trở nên cấp bách.
NLMT là nguồn năng lượng vô tận của thiên nhiên. Hàng năm, mặt trời cung cấp cho trái đất một lượng năng lượng khổng lồ, gấp 10 lần trữ lượng các nguồn nhiên liệu có trên trái đất.
Việt Nam là một trong những quốc gia có tiềm năng bức xạ nhất thế giới với tổng số giờ nắng và cường độ bức xạ nhiệt cao, trung bình 5kWh/m2/ngày. Số giờ nắng ở nước ta khá lớn: Miền Bắc khoảng 1.500–1.700giờ/năm, trong khi đó ở miền Nam con số này đạt 2.200–2.600giờ/năm. Do vậy, NLMT được coi là nguồn năng lượng sạch và vô tận.
Nhóm tác giả của đề tài “Hệ thống tưới tiêu hoa màu sử dụng ánh sáng mặt trời ở nông thôn tỉnh Ninh Thuận”
Nguồn NLMT được sử dụng khá phổ biến trong sản xuất nông nghiệp, giúp tiết kiệm chi phí sản xuất mà vẫn đảm bảo chất lượng thành phẩm trong nông nghiệp. Trong ngành nuôi trồng thủy, hải sản, nguồn điện từ NLMT được dùng để chiếu sáng, tạo khí cho các đầm tôm, ao nuôi ngao... Ngoài tiết kiệm chi phí nhiên liệu, hệ thống tạo khí cho ao nuôi bằng NLMT còn loại bỏ khả năng gây ô nhiễm môi trường, không tạo ra các chất gây bẩn trong hệ thống ao hồ và không gây ra tiếng ồn. Trong lĩnh vực nông nghiệp, NLMT được dùng để sấy các sản phẩm như ngũ cốc, thực phẩm... nhằm giảm tỉ lệ hao hụt và tăng chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, NLMT còn được sử dụng trong hệ thống tưới nước cho vườn cây ăn quả.
Trong thời gian vừa qua, hàng loạt các sáng kiến, chế tạo và phát minh mới liên quan tới việc tận dụng nguồn NLMT, phục vụ cho việc sản xuất nông nghiệp được công bố. Trong đó có các dự án nổi bật như dự án nuôi tôm công nghiệp (Đầm Dơi, Cà Mau), máy ấp trứng (Khoa Cơ khí - Công nghệ, ĐH Nông Lâm TP HCM) hay hệ thống bếp nấu sử dụng NLMT do Trường ĐH Công nghiệp Hà Nội chế tạo, thí điểm tại Yên Lạc, Vĩnh Phúc.
Trong đó, điển hình là hệ thống tưới nước nhỏ giọt và xông đèn cho vườn thanh long tại Chợ Gạo, Tiền Giang. Sau 4 tháng sử dụng hệ thống tưới nước và xông đèn NLMT của Công ty Mono Energy (Australia), chủ vườn đã tiết kiệm được 70% chi phí đầu vào (tương đương 30-40 triệu đồng/ha/năm); năng suất vườn cây tăng lên 30%; an toàn với môi trường tự nhiên… Điều này cho thấy tiềm năng sử dụng NLMT trong sản xuất nông nghiệp là rất lớn.
Đem năng lượng sạch về quê hương
Ngày 7/12 vừa qua, Đề tài “Hệ thống tưới tiêu hoa màu sử dụng ánh sáng mặt trời ở nông thôn tỉnh Ninh Thuận” đã xuất sắc vượt qua 118 dự án khác để đoạt giải đặc biệt của cuộc thi Giải thưởng Holcim Prize 2012. Đây là dự án của 5 sinh viên thuộc chương trình “Kỹ sư tài năng” ngành Điện năng (Khoa Điện - Điện tử, Đại học Bách khoa TP HCM) gồm Lương Văn Liêm, Dương Thành Nhân, Nguyễn Đức Linh Rin, Lê Quốc Việt và Lê Đức Thiện Vương.
Sinh ra và lớn lên ở Ninh Thuận, từ nhỏ Lương Văn Liêm - Trưởng nhóm nghiên cứu - đã quen với cảnh người dân quê phải vật lộn trên cánh đồng nho với những phương pháp tưới nước thô sơ mà hiệu quả không cao. Điều này đã thôi thúc Liêm và các bạn tìm tòi, nghiên cứu hệ thống tưới tiêu tự động sử dụng năng lượng mặt trời. Mục đích của nhóm là tận dụng nguồn năng lượng này giúp nông dân tiết kiệm chi phí và nâng cao năng suất cây trồng, thay thế lao động chân tay bằng cách áp dụng hệ thống tưới tiêu hoàn toàn tự động, sử dụng NLMT để bơm nước làm giảm chi phí đầu tư. Và nhóm đã quyết định lựa chọn địa bàn tỉnh Ninh Thuận, nơi có khí hậu khô hạn, nắng nóng vào loại nhất nước và có nghề trồng nho truyền thống.
Ở vùng trồng nho Ninh Thuận, người dân thường sử dụng cách tưới tiêu thủ công (tưới nước ở khắp mặt đất có cây trồng), thông thường phải cần từ hai đến ba nhân công cho 1ha đất. Lượng nước dư thừa ở những nơi không cần thiết sẽ làm cỏ mọc nhiều hơn, hút bớt chất dinh dưỡng của cây làm tốn thêm chi phí diệt trừ cỏ.
Từ thực tế đó, các thành viên của nhóm đã tham khảo phương pháp tưới tiêu nhỏ giọt hiện đại của Israel (chỉ tưới nước ở những nơi cần tưới, không tưới tràn lan cả mảnh đất) và đem áp dụng vào hệ thống tưới tiêu vùng Ninh Thuận. Phương pháp này giúp tiết kiệm năng lượng tiêu thụ, công tưới, phân bón và đặc biệt là tiết kiệm lượng nước tối đa, từ 60% đến 70% so với cách tưới tiêu thủ công truyền thống. Bên cạnh đó, hệ thống tự động sẽ giúp giảm nguồn chi phí nhân công vì chỉ cần một người mở van tưới.
Kết cấu của hệ thống này gồm các tấm pin mặt trời, bồn chứa nước, bộ điều khiển và các cảm biến mức nước, mô tơ bơm nước và hệ thống ống dẫn nước để dẫn nước từ máy bơm lên đến vườn cây và mỗi gốc sẽ có van xả nước nhỏ đều từng giọt đủ tạo độ ẩm. Khi nước được bơm vào bồn, cảm biến sẽ báo về bộ xử lý cho biết mức nước hiện có trong bồn; khi có tín hiệu bồn cạn, máy bơm sẽ chạy đến khi đầy rồi tự tắt. Bộ điều khiển sẽ tự động điều khiển mở đóng van tưới theo kế hoạch đã đặt.
Hệ thống này còn có chức năng bón phân cho cây rất đồng đều bằng cách lấy phân hóa học hòa tan trong nước rồi cho vào bình chứa bơm lên qua hệ thống dẫn nước đến từng gốc cây. Cách làm này không chỉ giúp cây hấp thụ chất dinh dưỡng một cách triệt để, bởi phân hòa tan trong nước dễ hấp thụ hơn và giúp giảm chi phí nhân công và lượng phân không bị lãng phí.
Trưởng nhóm Lương Văn Liêm cho biết: “Chi phí dự tính cho mỗi hệ thống tưới tiêu hoa màu sử dụng ánh sáng mặt trời là khoảng 100 triệu đồng. Còn nếu không sử dụng năng lượng mặt trời thì chi phí khoảng 50-60 triệu đồng. Đầu tư ban đầu có vẻ lớn nhưng khi năng suất cây trồng được nâng cao, số vốn đầu tư đó sẽ nhanh chóng được hoàn lại chỉ sau một vài mùa vụ”.
Với giải đặc biệt, Lương Văn Liêm và nhóm bạn đã được Công ty Holcim VN hỗ trợ 200 triệu đồng đưa dự án áp dụng vào thực tế. Ban đầu đề tài này chỉ được nhóm áp dụng trên việc trồng nho ở Ninh Thuận với những đặc tính thổ nhưỡng và khí hậu đặc thù. Thế nhưng, khi nhận thấy hiệu quả và với tính khả thi rất cao của hệ thống, cả nhóm quyết định nhân rộng mô hình tại Bà Rịa - Vũng Tàu, Tây Ninh, Bình Dương, Bình Phước, Đồng Nai...
Theo Petrotimes