From Solar Fields to Multifunctional Landscapes: Assessing the Effectiveness of Multifunctional Ground-Mounted PV Systems

सूर्य ऊर्जा का एक असीम भंडार प्रदान करता है, लेकिन इसे पकड़ने के लिए स्थान की आवश्यकता होती है। जैसे-जैसे राष्ट्र जीवाश्म ईंधन को सौर ऊर्जा से बदलने की दौड़ में हैं, परिदृश्य में ज़मीन पर लगे सौर पैनलों के विशाल क्षेत्र उभर रहे हैं। यह बदलाव एक परिचित तनाव लेकर आता है: बिजली की आवश्यकता प्रकृति को संरक्षित करने और भोजन उगाने की आवश्यकता से टकराती है। वर्षों से, बहस इस बात पर केंद्रित रही है कि क्या सौर फार्म आवासों को नष्ट करते हैं या केवल उस भूमि पर कब्जा करते हैं जिसका उपयोग किसी और चीज़ के लिए किया जा सकता था। वैज्ञानिक और योजनाकार लंबे समय से इन प्रतिष्ठानों की दक्षता को मापने का प्रयास कर रहे हैं, और एक सरल प्रश्न पूछ रहे हैं: हम पृथ्वी के एक विशिष्ट टुकड़े से कितनी शक्ति प्राप्त कर सकते हैं? मानक उत्तर ऊर्जा उत्पादन को प्रति वर्ग मीटर गिनना रहा है, जो भूमि को बिजली के लिए एक एकल-उद्देश्य वाले कारखाने के रूप में मानता है। हालाँकि, यह संकीर्ण दृष्टिकोण एक महत्वपूर्ण संभावना को अनदेखा करता है। क्या होगा यदि एक सौर क्षेत्र केवल बिजली उत्पन्न करने से अधिक कुछ कर सके? क्या होगा यदि यह वन्यजीवों का समर्थन भी कर सके, फसलें उगा सके, या क्षतिग्रस्त मिट्टी को पुनर्जीवित कर सके, और वह भी एक साथ? बहु-कार्यात्मक भूमि उपयोग (multifunctional land use) के रूप में ज्ञात यह अवधारणा बताती है कि एक ही स्थल कई उद्देश्यों की सेवा कर सकता है, लेकिन इसके वास्तविक मूल्य को मापना कठिन साबित हुआ है। मौजूदा उपकरण अक्सर एक ऐसे सौर फार्म की जटिल वास्तविकता को पकड़ने में विफल रहते हैं जो एक घास का मैदान या चराई का चारागाह भी है।

वियना में BOKU विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने ऑस्ट्रिया में वास्तविक सौर प्रतिष्ठानों को देखकर इस माप की समस्या को हल करने का प्रयास किया। वे कंप्यूटर मॉडल या सैद्धांतिक परिदृश्यों पर निर्भर नहीं थे; इसके बजाय, उन्होंने पहले से ही दोहरे उद्देश्यों के साथ संचालित हो रहे आठ विशिष्ट सौर फार्मों का दौरा किया। ये स्थल लैंडफिल (पुराने कचरे के ढेर) पर बने पैनलों से लेकर उन खेतों तक फैले थे जहाँ सौर पैनलों के नीचे भेड़ें चरती थीं। शोधकर्ताओं ने उन लोगों का साक्षात्कार किया जिन्होंने इन स्थलों का निर्माण और प्रबंधन किया, वनस्पतियों पर विस्तृत नोट्स लिए और भूमि के उपयोग का अवलोकन किया। उन्होंने पाया कि हालांकि ये बहु-कार्यात्मक स्थल व्यवहार में सफल थे, लेकिन उनकी दक्षता की गणना करने का मानक तरीका भ्रामक था। जब उन्होंने पारंपरिक पद्धति लागू की, जो केवल कुल क्षेत्रफल को कुल बिजली उत्पादन से विभाजित करती है, तो बहु-कार्यात्मक स्थल मानक सौर फार्म की तुलना में कम कुशल दिखाई दिए। ऐसा इसलिए है क्योंकि नीचे की घास तक प्रकाश पहुँच सके, इसके लिए पैनलों के बीच की दूरी अधिक रखी जाती है, या क्योंकि कुछ भूमि बिजली उत्पादन के बजाय फूलों की पट्टियों के लिए समर्पित होती है। पुराने गणित ने सुझाव दिया कि ये स्थल भूमि का खराब उपयोग थे, लेकिन शोधकर्ता जानते थे कि यह एक अधूरा चित्र था। भूमि अधिक काम कर रही थी, बस उस तरह का काम नहीं जिसे पुराना सूत्र गिनने के लिए बनाया गया था।

इसे ठीक करने के लिए, टीम ने 'मल्टी लैंड यूज़ इफेक्टिवनेस' (Multi Land Use Effectiveness) नामक सोचने का एक नया तरीका विकसित किया। केवल वाट (watts) गिनने के बजाय, यह दृष्टिकोण सौर फार्म को विभिन्न परिदृश्य विशेषताओं के एक संग्रह के रूप में देखता है, जिनमें से प्रत्येक का अपना मूल्य है। कल्पना कीजिए कि एक सौर क्षेत्र धातु और कांच का एक एकल ब्लॉक नहीं है, बल्कि विभिन्न तत्वों का एक पैचवर्क क्विल्ट (रंग-बिरंगी चादर) है: कुछ हिस्से बिजली के लिए हैं, कुछ भेड़ों के चरने के लिए हैं, कुछ जंगली फूलों के लिए हैं, और कुछ बाड़ (hedges) के लिए हैं। शोधकर्ताओं ने इन प्रत्येक पैच को एक मूल्य दिया कि उसने भूमि में इसके पिछले स्वरूप की तुलना में कितना सुधार किया। उदाहरण के लिए, यदि किसी स्थल पर पहले भारी कीटनाशकों के उपयोग के साथ फसलें उगाई जाती थीं, तो जंगली फूलों के साथ एक सौर फार्म में बदलना प्रकृति के लिए एक महत्वपूर्ण लाभ माना गया। यदि किसी स्थल पर एक ऐसी बाड़ थी जिसने जानवरों के आवागमन को रोका था, तो उसे एक हानि के रूप में गिना गया। पूरे स्थल में इन लाभों और हानियों को जोड़कर, वे एक एकल स्कोर की गणना कर सके जो ऊर्जा और प्रकृति दोनों सहित भूमि के कुल लाभ को दर्शाता था।

जब उन्होंने इस नए तरीके को अपने एक केस स्टडी पर लागू किया, जो एक ही क्षेत्र के भीतर कई अलग-अलग प्रकार के प्रतिष्ठानों को एकीकृत करता था, तो परिणाम नाटकीय रूप रूप से बदल गए। इस विशिष्ट स्थल में कई प्रणालियों का मिश्रण था, जिसमें एक मानक ग्राउंड-माउंटेड ऐरे, सेब की खेती के साथ एक ओवरहेड बाइफेशियल सिस्टम, और ट्रैकिंग पीवी (PV) के साथ एक रोटेशनल क्रॉपिंग सिस्टम, साथ ही समर्पित पारिस्थितिक क्षेत्र शामिल थे। पुराने सिस्टम के तहत, यह स्थल अक्षम दिखता था क्योंकि यह एक घने सौर फार्म की तुलना में प्रति हेक्टेयर कम बिजली पैदा करता था। नए तरीके के तहत, स्थल ने स्पष्ट लाभ दिखाया। शोधकर्ताओं ने गणना की कि भूमि प्रभावी रूप से एक बड़े क्षेत्र का कार्य कर रही थी। विशेष रूप से, 5.2 हेक्टेयर के इस स्थल ने, जिसमें सौर पैनल, चराई और जंगली फूलों का मिश्रण था, उतना लाभ प्रदान किया जो लगभग 7 हेक्टेयर भूमि के बराबर होता यदि उन कार्यों को अलग-अलग स्थानों पर किया जाता। दूसरे शब्दों में, इन उपयोगों को संयोजित करके, इस स्थल ने लगभग 1.4 हेक्टेयर भूमि बचाई जिसे अन्यथा समान परिणाम प्राप्त करने के लिए आवश्यक होता। यह निष्कर्ष बताता है कि भूमि का सबसे कुशल उपयोग हमेशा वह नहीं होता जो सबसे कम स्थान में सबसे अधिक पैनलों को भर देता है, बल्कि वह होता है जो ऊर्जा को अन्य महत्वपूर्ण कार्यों के साथ एकीकृत करता है।

अध्ययन ने शेष चुनौतियों पर भी प्रकाश डाला। शोधकर्ताओं ने पाया कि इन सौर फार्मों का निर्माण चरण अक्सर स्थानीय पारिस्थितिकी तंत्र के लिए सबसे हानिकारक समय होता है, जहाँ भारी मशीनरी मिट्टी को सघन (compact) कर देती है और बाड़ जानवरों की आवाजाही को काट देती है। सर्वोत्तम डिज़ाइन वाले स्थलों में भी, सुरक्षा के लिए कानून द्वारा बाड़ लगाना अक्सर आवश्यक होता था, जिससे वन्यजीवों के लिए बाधाएँ उत्पन्न होती थीं। टीम ने नोट किया कि हालांकि कुछ संचालक जानवरों के स्वतंत्र रूप से घूमने में मदद करने के लिए बाड़ हटाना चाहते थे, लेकिन नियमों ने उन्हें अक्सर उन्हें रखने के लिए मजबूर किया। हालाँकि, उन्होंने यह भी पाया कि सरल समायोजन, जैसे कि छोटे जानवरों के लिए बाड़ के नीचे अंतराल छोड़ना या ठोस बाधाओं के बजाय हेजरोज़ (झाड़ियों की कतार) लगाना, अंतर पैदा कर सकता है। शोध ने पुष्टि की कि ये बहु-कार्यात्मक प्रणाली केवल सैद्धांतिक विचार नहीं हैं बल्कि इन्हें ऑस्ट्रिया में सफलतापूर्वक बनाया और प्रबंधित किया जा रहा है। संचालकों ने बताया कि भेड़ चराई या जंगली फूलों के मैदानों को एकीकृत करना न केवल संभव है, बल्कि अक्सर इससे स्थानीय समुदाय और पर्यावरण के साथ स्थल के संबंध में सुधार होता है।

अंततः, यह शोध पत्र तर्क देता है कि हमें सौर ऊर्जा परियोजनाओं का मूल्यांकन करने के तरीके को बदलने की आवश्यकता है। प्रति वर्ग मीटर बिजली उत्पादन को अधिकतम करने पर वर्तमान ध्यान बहुत सीमित है। यदि हम प्रकृति को नष्ट किए बिना सौर ऊर्जा का विस्तार करना चाहते हैं, तो हमें भूमि को उसके द्वारा किए जाने वाले हर कार्य के लिए महत्व देना होगा, न कि केवल उस बिजली के लिए जो वह पैदा करती है। शोधकर्ताओं द्वारा प्रस्तावित नया तरीका योजनाकारों और नीति निर्माताओं को इन स्थलों के पूर्ण मूल्य को देखने के लिए एक व्यावहारिक उपकरण प्रदान करता है। यह दिखाता है कि नवीकरणीय ऊर्जा और जैव विविधता संरक्षण एक-दूसरे के दुश्मन नहीं हैं। एक ऐसे ढांचे का उपयोग करके जो ऊर्जा के लाभों के साथ प्रकृति के लाभों को भी गिनता है, हम ऐसे सौर फार्म बना सकते हैं जो केवल बिजली संयंत्र नहीं, बल्कि जीवित परिदृश्य हों जो स्वच्छ भविष्य के संक्रमण का समर्थन करें। अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि सही योजना और प्रोत्साहन के साथ, ये दोहरे उपयोग वाले सिस्टम भूमि के लिए प्रतिस्पर्धा को सहयोग में बदल सकते हैं, जिससे ऐसे स्थान निर्मित हो सकते हैं जो लोगों और ग्रह दोनों के लिए उत्पादक हों।