Sumber:cleanenergyeconomymn.org
Agrivoltaik adalah pendekatan baru dalam produksi energi surya yang melibatkan kombinasi panel surya dengan praktik pertanian seperti produksi tanaman, penggembalaan, atau habitat penyerbuk di lahan yang sama. Dengan mengintegrasikan panel surya dengan penggunaan lahan lainnya, agrivoltaik bertujuan untuk memaksimalkan efisiensi lahan dan pemanfaatan sumber daya. Panel surya menyediakan pembangkitan energi bersih sekaligus menawarkan manfaat seperti keteduhan, pengurangan penguapan air, dan pengaturan suhu untuk tanaman atau hewan budidaya.
Pendekatan inovatif ini mendorong produksi pangan atau biomassa dan pembangkitan energi ramah lingkungan, membina hubungan simbiosis antara pertanian dan tenaga surya yang meningkatkan produktivitas lahan dan berkontribusi terhadap masa depan yang lebih berketahanan dan menguntungkan.
Agrivoltaik berbeda dari desain energi surya lainnya karena lahan di bawah dan di sekitar panel surya digunakan untuk tujuan lain. Fitur unik ini memberikan beberapa manfaat:
Optimalisasi lahan: Agrivoltaik memungkinkan penggunaan lahan secara produktif dengan menggabungkan pembangkitan energi surya dengan aktivitas pertanian. Hal ini memungkinkan petani menghasilkan energi bersih sambil memanfaatkan lahan yang sama untuk budidaya tanaman atau penggembalaan ternak, sehingga memaksimalkan efisiensi dan produktivitas lahan.
Peningkatan hasil panen: Kehadiran panel surya di atas tanaman memberikan keteduhan, mengurangi panas dan penguapan yang berlebihan. Efek naungan ini membantu menciptakan iklim mikro yang dapat mengurangi fluktuasi suhu ekstrim dan kehilangan air, sehingga meningkatkan hasil panen dan mengurangi kebutuhan air.
Peningkatan efisiensi sumber daya: Kebersamaan antara panel surya dan tanaman meningkatkan efisiensi sumber daya. Panel-panel tersebut menangkap energi matahari untuk menghasilkan listrik, sementara efek peneduh mengurangi kebutuhan irigasi dan menghemat air.
Diversifikasi pendapatan: Agrivoltaik dapat menawarkan sumber pendapatan tambahan kepada petani dengan memungkinkan mereka menghasilkan dan menjual energi ramah lingkungan bersama dengan produk pertanian mereka. Diversifikasi sumber pendapatan ini dapat berkontribusi terhadap kelangsungan ekonomi dan ketahanan operasi pertanian.
Salah satu tantangan utama dalam agrivoltaik adalah biaya di muka sistem agrivoltaik bisa mahal karena seringkali memiliki desain sistem yang lebih kompleks dibandingkan panel surya tradisional dan mungkin memerlukan modifikasi struktural untuk memungkinkan penggunaan lahan ganda. Meskipun ada penghematan biaya jangka panjang, peralatan dan konstruksinya bisa memakan biaya tinggi dibandingkan dengan pertanian tradisional atau instalasi tenaga surya yang berdiri sendiri. Hambatan finansial dapat menghambat penerapannya secara luas, terutama bagi petani skala kecil atau daerah dengan sumber daya terbatas.
Tantangan lainnya, seperti halnya banyak teknologi tahap awal, adalah memastikan petani memiliki akses terhadap pelatihan, bantuan teknis, dan sumber daya pendidikan yang sangat penting bagi petani, perancang sistem agrivoltaik, dan pembuat kebijakan untuk sepenuhnya memahami potensi manfaat dan mengatasi tantangan yang terkait dengan penerapan proyek agrivoltaik. Minat terhadap agrivoltaik semakin meningkat, sehingga memastikan petani memiliki sumber daya yang mereka perlukan untuk menerapkan sistem agrivoltaik akan menjadi hal yang sangat penting di masa depan.
Pemasangan sistem agrivoltaik memerlukan penemuan lahan pertanian yang sesuai untuk pembangkit listrik tenaga surya dan operasi pertanian, sekaligus mengatasi keterbatasan transmisi dan koneksi jaringan serta menarik petani yang tertarik untuk berinovasi dalam operasi mereka. Memenuhi ketiga kondisi tersebut dapat menjadi sebuah tantangan.
Saat ini, terdapat beberapa proyek agrivoltaik di Minnesota, namun teknologinya masih berkembang. Semua proyek yang ada di Minnesota melibatkan habitat penyerbuk, penggembalaan, atau campuran keduanya.
Sistem agrivoltaik ramah penyerbuk memiliki semak, rumput, dan bunga penghasil nektar atau serbuk sari, yang menarik penyerbuk seperti lebah dan kupu-kupu, di bawah dan di sekitar panel surya. Proyek-proyek ini dapat meningkatkan layanan penyerbukan untuk tanaman pertanian di sekitarnya. Peningkatan penyerbukan dapat meningkatkan hasil panen, meningkatkan kualitas buah dan meningkatkan produksi benih, sehingga menguntungkan petani. Selain itu, instalasi tenaga surya yang menciptakan habitat penyerbuk dapat menghemat biaya pengoperasian dan pemeliharaan seiring waktu karena manfaat yang dihasilkan penyerbuk bagi kesehatan ekosistem. Sebagian besar sistem agrivoltaik ramah penyerbuk yang ada di Minnesota terletak di bagian selatan negara bagian tersebut.
Connexus Energy yang berbasis di Minnesota menerapkan agrivoltaik yang ramah penyerbuk. Sebuah artikel yang diterbitkan oleh perusahaan menjelaskan kemitraan mereka dengan Prairie Restorations, di mana mereka merancang padang rumput berbunga ramah penyerbuk di bawah susunan tenaga surya di kampusnya. Sejak saat itu, Connexus telah memprioritaskan pengelolaan lahan pada semua proyek tenaga suryanya, yang kini mencakup lebih dari 120 hektar dan membudidayakan lebih dari 15 juta tanaman asli dan ramah penyerbuk.
Saat ini terdapat banyak penelitian yang dilakukan untuk lebih memahami sejauh mana manfaat sistem agrivoltaik ramah penyerbuk, termasuk satu penelitian di Minnesota. Proyek Praktik Tenaga Surya Inovatif yang Terintegrasi dengan Ekonomi Pedesaan dan Ekosistem (InSPIRE) dari Departemen Energi sedang melakukan penelitian tentang agrivoltaik ramah penyerbuk di Kabupaten Anoka dan Atwater. Pemerintah negara bagian juga telah menunjukkan dukungan terhadap agrovoltaik yang ramah penyerbuk.
Pada tahun 2022, Minnesota mendirikan Program Tenaga Surya Ramah Habitat, yang mendukung penciptaan proyek tenaga surya ramah penyerbuk melalui sumber daya teknis dan formulir penilaian proyek.
Proyek agrivolatik penggembalaan menggabungkan produksi energi matahari dengan penggembalaan ternak di bawah atau di antara panel surya. Mengintegrasikan peternakan penggembalaan dengan produksi energi surya dapat memberikan sumber pendapatan tambahan bagi para petani. Dengan memanfaatkan lahan untuk penggembalaan ternak, petani dapat mendiversifikasi kegiatan pertanian mereka sekaligus memperoleh pendapatan dari produksi energi surya. Manfaat penggembalaan yang dikelola bagi kesehatan tanah juga dapat menciptakan penghematan biaya jangka panjang bagi para petani. InSPIRE saat ini sedang meneliti agrivoltaik penggembalaan di Chisago. Program Tenaga Surya Ramah Habitat juga memberikan dukungan untuk proyek penggembalaan.
Meskipun sudah terdapat banyak habitat penyerbuk dan instalasi agrivoltaik penggembalaan di seluruh Minnesota, namun belum ada proyek agrivoltaik yang menghasilkan tanaman. Lebih dari 70% lahan pertanian di Minnesota digunakan untuk memproduksi jagung dan kedelai. Agrivoltaik hanya cocok dengan tanaman yang tahan naungan seperti sayuran berdaun hijau, dan jagung serta kedelai membutuhkan sinar matahari penuh untuk tumbuh subur. Para peneliti di seluruh negeri berupaya memahami jenis tanaman apa yang paling cocok dengan agrovoltaik di lokasi mana pun. Mereka juga mencari lokasi dan kondisi mana yang paling cocok untuk sistem ramah penyerbuk, penggembalaan, dan produksi tanaman.
Agrivoltaik memiliki potensi besar untuk tumbuh secara konsisten di tahun-tahun mendatang. Ketika kekhawatiran mengenai energi surya dan penggunaan lahan meningkat, agrivoltaik menawarkan solusi penggunaan multi-lahan. Hal-hal berikut ini akan membantu pertumbuhan agrivoltaik di Minnesota:
Kerangka kebijakan dan peraturan: Kebijakan yang mendukung agrivoltaik akan membantu mempercepat pertumbuhannya. Hal ini dapat mencakup insentif finansial, keringanan pajak, atau hibah bagi petani dan pengembang tenaga surya yang mengadopsi sistem agrivoltaik.
Proyek penelitian dan percontohan: Melakukan proyek penelitian dan percontohan khusus untuk iklim Minnesota, praktik pertanian, dan varietas tanaman dapat membantu memvalidasi kelayakan dan manfaat agrivoltaik di Minnesota.
Edukasi dan penjangkauan petani dan masyarakat: Mendidik petani tentang potensi keuntungan dan tantangan agrivoltaik sangatlah penting. Program penjangkauan, lokakarya dan pelatihan dapat diselenggarakan untuk membekali petani dengan pengetahuan yang diperlukan untuk memutuskan apakah mereka ingin menerapkan agrivoltaik. Selain itu, melibatkan masyarakat lokal dan meningkatkan kesadaran tentang manfaat agrivoltaik dapat membantu membangun dukungan masyarakat terhadap proyek-proyek ini.
Kolaborasi dan kemitraan: Kolaborasi antar berbagai pemangku kepentingan sangat penting bagi pertumbuhan agrivoltaik di Minnesota. Hal ini mencakup kemitraan antara pengembang tenaga surya, organisasi pertanian, lembaga penelitian, dan lembaga pemerintah. Berbagi pengetahuan, keahlian dan sumber daya dapat mempercepat pelaksanaan proyek agrivoltaik.
Para pembuat kebijakan federal terlibat dalam upaya bipartisan untuk meningkatkan agrivoltaik di seluruh negeri. Undang-Undang Kekuatan Penyerbuk, yang diusulkan oleh Senator Jeff Merkley (D-Oregon) dan Cory Booker (D-New Jersey), bertujuan untuk memprioritaskan proyek tenaga surya yang menciptakan habitat bagi penyerbuk. Undang-Undang Penelitian dan Demonstrasi Agrivoltaik, yang diusulkan oleh Senator Martin Heinrich (D-New Mexico) dan Mike Braun (R-Indiana), berupaya mengalokasikan $75 juta selama empat tahun untuk proyek penelitian dan percontohan yang berkaitan dengan agrivoltaik. Menurut Canary Media, rancangan undang-undang ini bertujuan untuk mengatasi kekhawatiran tentang hilangnya lahan pertanian karena pembangkit listrik tenaga surya, sekaligus mendukung petani dan memajukan tujuan iklim. RUU tersebut akan menyediakan dana untuk penelitian dan membantu mengisi kesenjangan pengetahuan untuk menentukan kelangsungan hidup agrivoltaik di berbagai wilayah dan dengan berbagai tanaman atau ternak.
Ketika agrivoltaik mendapatkan momentumnya, hal ini akan menciptakan peluang baru di sektor pertanian dan energi, menawarkan jalur yang menyelaraskan produksi pangan dan pembangkitan energi ramah lingkungan. Dengan penelitian berkelanjutan, kebijakan yang mendukung, dan upaya kolaboratif, agrivoltaik siap mempertahankan pertumbuhan yang stabil di tahun-tahun mendatang di Minnesota dan sekitarnya.