Na fakulteti so v ta namen pripravili študijo, ki vključuje kombinacijo fotovoltaičnih modulov, akumulatorskega hranilnika, ladijskega desalinizatorja in kapljičnega namakanja, kar omogoča energijsko in vodno samozadosten sistem tudi na območjih brez elektroenergetskega in vodovodnega omrežja. O študiji smo se pogovarjali z asist. dr. Dejanom Žagarjem, Benom Alteškom in prof. dr. Petrom Vidmarjem, dekanom Fakultete za pomorstvo in promet.
Kot so nam povedali sogovorniki, je bil cilj raziskave preveriti tehnično izvedljivost gojenja zelenjave na prenosnih plavajočih pontonih z uporabo omenjenega avtonomnega sistema. Raziskava je zajemala analizo energijske bilance, zmogljivosti desalinizacije in količine proizvedene sladke vode glede na porabljeno električno energijo ter spremljanje primernosti vode za uporabo na območjih brez komunalne infrastrukture, predvsem pri zapuščenih solinarskih hišicah (slika 1). Plavajoče kmetijstvo na ta način omogoča učinkovito izrabo degradiranega prostora, saj zmanjšuje potrebo po posegih v okolje, hkrati pa omogoča prilagodljivo postavitev in premikanje pridelovalnih površin.
Degradirane površine opuščenih solin in zapuščene solinarske hišice kot potencialni prostor za razvoj trajnostnih plavajočih kmetijskih sistemov.
POMORSKE TEHNOLOGIJE PRIDOBIVANJA PITNE VODE NA KOPNEM
»Tehnologija reverzne osmoze, ki smo jo uporabili za pripravo sladke vode iz morske vode, izvira predvsem iz pomorstva, kjer se že desetletja uporablja na ladjah, jahtah in drugih plovilih za zagotavljanje pitne vode med plovbo,« pojasnjujejo na Fakulteti za pomorstvo in promet. Prav dolgoletna uporaba v pomorstvu je pripomogla k razvoju kompaktnih, energetsko učinkovitih in robustnih sistemov, ki lahko zanesljivo delujejo tudi v zahtevnih razmerah.
Te lastnosti omogočajo, da se tehnologija danes prenaša tudi na druga področja, med drugim v kmetijstvo, zlasti na območjih, kjer primanjkuje sladke vode ali ni dostopa do vodovodnega omrežja. V raziskavi so tehnologijo, razvito za potrebe pomorstva, prilagodili za pridelavo zelenjave, pri čemer desalinizirana morska voda predstavlja vir za namakanje rastlin. Takšen prenos tehnologije iz pomorstva v kmetijstvo odpira nove možnosti za samooskrbo z vodo in hrano na obalnih območjih ter v drugih okoljih z omejenimi vodnimi viri.
GOJENJE RASTLIN NA MORJU
Modularna zasnova pontonov omogoča natančno namakanje in s tem učinkovitejšo ter bolj nadzorovano rabo vode. Čeprav takšni sistemi prinašajo tudi določene tehnične izzive, predvsem zagotavljanje ustrezne stabilnosti ter odpornosti proti koroziji, UV-sevanju in biološkemu obraščanju, imajo velik potencial za uporabo na zaščitenih solinarskih območjih, kjer je vpliv valovanja manjši. V povezavi s fotovoltaiko in sistemi za desalinizacijo bi lahko prispevali k samooskrbi solinarskih hišic, namakalnih sistemov in raziskovalnih laboratorijev.
»Takšen pristop bi lahko imel pomembno vlogo tudi pri revitalizaciji širših obalnih območij, učinkovitejši rabi naravnih virov ter prilagajanju kulturne in naravne dediščine posledicam podnebnih sprememb,« so prepričani sodelujoči.
Eksperimentalni sistem za pridelavo zelenjave, ki združuje uporabo obnovljivih virov energije in desalinizacijo morske vode, se je v raziskavi izkazal kot tehnično izvedljiv. Kljub številnim začetnim tehničnim izzivom so rastline uspešno rasle in obrodile.
Ob tem so izpostavili: »Namesto prvotno načrtovane postavitve plavajočih pontonov na območju solin smo zaradi izvedbenih in organizacijskih razlogov eksperiment izvedli pred Čolnarno FPP in na šolski ladji Slovenija, kjer smo na krmnem delu uredili pridelovalno površino za gojenje paprike in paradižnika (slika 2). Za zagotavljanje potrebne električne energije smo uporabili fotovoltaične module, proizvedena energija pa se je prek regulatorja shranjevala v akumulatorske baterije.«
Shematski prikaz eksperimentalnega sistema za zagotavljanje energijsko in vodno samozadostne pridelave rastlin. Sončno sevanje se s fotovoltaičnimi moduli pretvarja v električno energijo, ki se prek regulatorja polnjenja usmerja v akumulatorski hranilnik. Iz akumulatorjev se napaja desalinizator, ki iz morske vode proizvaja sladko vodo in polni rezervoar, od koder se voda prek časovnega stikala dovaja v kapljični namakalni sistem, ki zagotavlja nadzorovano in časovno prilagojeno namakanje rastlin.
Shranjena električna energija je zagotavljala delovanje desalinizatorja, s katerim so iz morske vode pridobivali sladko vodo. Ta se je zbirala v rezervoarju in nato uporabljala za namakanje rastlin. Kapljični namakalni sistem je omogočal nadzorovano dovajanje vode neposredno do posameznih rastlin, s čimer so zmanjšali izgube in poskrbeli za čim učinkovitejšo rabo proizvedene sladke vode.
Med izvedbo eksperimenta so se pokazali tudi nekateri tehnični izzivi, ki bodo pomembno izhodišče za nadaljnji razvoj tovrstnih avtonomnih pridelovalnih sistemov. Med drugim so zaznali poškodbe cevi, saj uporabljeni material ni bil dovolj odporen proti dolgotrajni izpostavljenosti UV-sevanju. Pri kapljičnem namakanju je občasno prihajalo do zamašitve posameznih šob, zato dovod vode do vseh rastlin ni bil vedno enakomeren. Težave so se pojavile tudi pri časovnem stikalu za samodejno namakanje, ki ni vedno delovalo skladno z načrtom, zato so bili potrebni dodatni posegi in prilagoditve.
»Kljub začetnim tehničnim težavam je bil rezultat eksperimenta pozitiven. Rastline so preživele celotno rastno obdobje in uspešno obrodile,« poudarjajo na Fakulteti za pomorstvo in promet.
S tem so v praksi potrdili osnovno predpostavko raziskave – da je mogoče s kombinacijo obnovljivih virov energije, shranjevanja električne energije, desalinizacije morske vode in kapljičnega namakanja vzpostaviti funkcionalen sistem za pridelavo zelenjave tudi v zahtevnem pomorskem okolju.
Rezultati kažejo, da bi lahko bil takšen koncept dobra osnova za nadaljnji razvoj majhnih, modularnih in energetsko samozadostnih pridelovalnih sistemov. Izkušnje, pridobljene med eksperimentom, so hkrati pokazale, katerim elementom bo treba v prihodnje nameniti več pozornosti, predvsem robustnosti materialov, zanesljivosti namakalnega sistema in avtomatizaciji njegovega delovanja.
»Dejstvo, da je zelenjava v takšnih pogojih uspešno rasla in obrodila, je pomemben praktični dokaz, da ima koncept potencial tudi za uporabo v okoljih brez neposrednega dostopa do komunalne infrastrukture,« še pojasnjujejo na fakulteti.
Nadaljnje raziskave bi se tako lahko usmerile v izboljšanje namakalnega sistema, večjo stopnjo avtomatizacije, natančnejše spremljanje porabe energije in vode ter preizkušanje različnih vrst rastlin. Nadaljnji razvoj bi lahko omogočil vzpostavitev še zanesljivejših in učinkovitejših sistemov, primernih za uporabo na degradiranih območjih solin, plavajočih konstrukcijah in plovilih.
