ניתוח מבוסס GIS של פוטנציאל פוטו-וולטאי בשולי שדות ברמת הנוף בצפון־מערב גרמניה

להפוך קצוות שדות שקטים לקווי אנרגיה

במרבית העולם חקלאים נתונים ללחץ לגדל מזון, להגן על הטבע ולסייע במאבק בשינויי האקלים — וכל זאת בו‑זמנית. המחקר הזה חוקר רעיון שמנסה להשיג את שלוש המטרות יחד: להפוך את הרצועות הצרות, שלעיתים נשכחות, לאורך קצוות השדות לצינורות ארוכים ודקים של כוח סולרי. על‑ידי הצבת לוחות סולאריים רק בשולי השדות, במקום לכסות מגרשים שלמים, המחברים מראים כיצד אזורים כמו צפון‑מערב גרמניה עשויים להניב כמויות גדולות של חשמל נקי ועדיין לגדל יבולים ולספק מקלטים בטוחים לצמחים ובעלי חיים בר פתחה.

שימוש חדש בקצוות השדות

הרעיון המרכזי, שנקרא פוטו-וולטאי בשולי שדות, פשוט: במקום למלא את השדות בלוחות סולאריים, משתמשים רק ברצועות הגבול הפחות פוריות. רצועות אלו כבר מקשות על שימוש יעיל במכונות חקלאיות גדולות. השמת לוחות לאורךן כמעט אינה מפריעה לקציר, ובאותו זמן פותחת מרחב מתחתן לרצועות פרחי בר או גדרות חיות. הצמחייה התת‑קרקעית הזו יכולה לשמש בתי גידול ונתיבי תנועה לחרקים, ציפורים ויונקים קטנים, ולשפר את הקישוריות בין בתי גידול סמוכים. במקביל, הלוחות יכולים לספק לחקלאים הכנסה שניה יציבה, מה שמצמצם את הפגיעה בהכנסות הכפריות מול תנודות מחירי היבולים או זעזועים אקלימיים.

מיפוי המקום שבו השמש פוגשת את האדמה

כדי לעבור מהרעיון למספרים, החוקרים התמקדו באזור וסר–אמס בצפון‑מערב מדינת נסאו התחתונה בגרמניה — אזור חקלאי ברובו מתפרס מחוף הים הצפוני אל פנים הארץ. הם שילבו מפות נוף רשמיות מפורטות עם צילומי אוויר דיגיטליים בתוך מערכת מידע גיאוגרפית (GIS). ראשית חילצו את כל הקווים שסימנו את גבולות השדות המעובדים והדשא. קווים אלה, שטופלו כקצוות שדה פוטנציאליים בעובי של עד חמישה מטרים, קיבלו תכונות גיאומטריות כגון כיוון המגנטי שלהם. זה איפשר לשפוט עד כמה לוחות המוצבים לאורךם יוכלו להיות מוכווני שמש בצורה מיטבית.

לסנן את הצל כדי למצוא את המקומות המובחרים

לא כל קצה שדה הוא מועמד טוב. לוחות זקוקים לשמש ישירה מספקת, ולכן הצוות פיתח תהליך דיגיטלי רב‑שלבי כדי להוציא מן המועמדות מקטעים שאינם מתאימים. הם זיהו קצוות שמריצים בכיוונים המועדפים ללוחות הפונים דרומה ואז בדקו כיצד יערות ומדרגות עצים סמוכים יצילו עליהם בימים קייציים טיפוסיים. באמצעות הנחות לגבי גובה העצים ונתיב השמש הם יצרו אזורי חיץ המדמים את אורכי הצללים; כל קצה שנפל בתוך אזורים אלה טופל כצלול והוסר מהמאגר. המקטעים הנותרים סווגו לקטגוריות של פוטנציאל סולארי גבוה ובינוני, תוך שמירה על מידע על שימושי קרקע סמוכים כגון דרכים, גופי מים, יישובים ואזורים מוגנים.

כמה אנרגיה נכנסת לתוך השוליים

כאשר הוחל המודל המלא על כ‑15,000 קמ"ר של וסר–אמס, הוא זיהה יותר מ‑1.3 מיליון מקטעי שולי שדה בעלי פוטנציאל סולארי שימושי. בסה"כ אלה הסתכמו לכ‑97,870 קילומטר של אורך שולי מתאים, כאשר כ‑27,300 קילומטרים מהם חזו כעת חצי‑מצללים ופחות אטרקטיביים. אם שולי אלה ירוצפו בצפיפות מודולים סולאריים ריאלית מסחרית של היום — בסביבות מטר אחד עד ארבעה מטרים רבועים של משטח לוח לכל מטר שפה — האזור יכול, תאורטית, לייצר כ‑119 טרה‑וואט-שעה חשמל בשנה. כדי לאמת את שיטת המיפוי שלהם, המחברים השוו מדגם של שולים ממודלים עם צילומי אוויר עדכניים ומצאו התאמה של 97% לתכונות מפתח, מה שמרמז שהתהליך הדיגיטלי אמין ומועבר לאזורים אחרים.

מה זה יכול להעניק לחוות ולחיי הבר

מבחינה יומיומית, הממצאים מצביעים על כך שהרצועות השקטות בקצוות השדות יכולות להפוך לכלים רבי עוצמה לשינוי הנוף הכפרי. במקום להציב מערכות סולאריות שמתחרות ישירות בייצור מזון, הפוטו‑וולטאי בשולי השדות משלב ייצור אנרגיה במקומות כיום פחות מנוצלים, ובאותו זמן פותח מקום לפרחי בר וגדרות שתומכים במגוון הביולוגי. המרת קווים ירוקים דקים אלה למקורות הכנסה יציבים ולקורידורים אקולוגיים תדרוש עדיין חוקים חדשים, חיבורי רשת תומכים וקבלת החקלאים. אך המחקר מראה כי, מבחינה מרחבית וטכנית, יש מספיק מקום לאורך גבולות החוות באירופה לקטוף את קרני השמש מבלי לוותר על הקציר.

ציטוט: Foth, H., Pesch, R. & Breckling, B. GIS-based analysis of field margin photovoltaic potential at the landscape level in northwestern Germany. Sci Rep 16, 13394 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-48425-2

מילות מפתח: פוטו-וולטאי בשולי שדות, אגריוולטאי, אנרגיה כפרית, מסלולי מגוון ביולוגי, ניתוח גיאו-מרחבי