Use of Agrivoltaic to Enhance Cucumber Production in the Hot and Arid Climate of UAE: a Sustainable Approach for Food and Clean Energy Security

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

The rapidly growing global population requires sustainable measures to ensure the availability of energy, water, and food. Agrivoltaics is a promising solution that combines photovoltaic (PV) systems with agriculture, especially in hot and dry regions likethe United Arab Emirates (UAE). This study aimed to explore an agrivoltaic system that utilizes mono-facial PV modules to enhance shade-tolerant cucumbers' growth in the UAE's challenging climate. The research was conducted in October, evaluating cucumbergrowth and fruit production under PV modules and direct sunlight while considering the adverse effects of the intense sun of the UAE on agricultural viability.The PV modules were positioned at a 25° tilt and a height of 2 meters. The results of the study showed that cucumbers grown in the shade of PV modules had better growth and fruit production parameters and experienced lower mortality rates than those exposed to direct sunlight. The research identified a notable negative correlation between the growthparameters and the distance from the center of the panels, which highlighted the reasonableimpact of shading patterns on agricultural productivity. This study underscores the potential of agrivoltaics as a promising approach to simultaneously achieve sustainable energy production and enhance agricultural yield in arid environments. By integrating PV systems with crop cultivation, this research contributes to the body of knowledge on sustainable agricultural practices in hot climates and underscores the potential for agrivoltaics to mitigate land use conflicts, conserve water, and improve food security in the UAE.This research addresses the challenges of energy production and agricultural productivity in dry regions by proposing a model that combines the potential of agrivoltaics. The study carefully analyzes growth and productivity metrics, demonstrating the feasibility of integrating solar energy harvesting with agricultural practices. This model offers valuable insights into optimizing land use for dual purposes. Future research directions include scaling the study, exploring the efficacy of bifacial modules, and assessing the system's performance across different crop types and climatic conditions. This research paves the way for a sustainable, energy-efficient, and food-secure future.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

ffacb9d5-f967-4afb-9fba-c3825ffaac6c

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

ffacb9d5-f967-4afb-9fba-c3825ffaac6c_1.pdf

بيانات النشر

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"Ali El-Keblawy","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"Amna Al-Ali ","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":"Di Zhang","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"Nouar Taber","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Use of Agrivoltaic to Enhance Cucumber Production in the Hot and Arid Climate of UAE: a Sustainable Approach for Food and Clean Energy Security

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

يتطلب النمو السكاني السريع في العالم اتخاذ تدابير مستدامة لضمان توافر الطاقة والمياه والغذاء. تُعتبر الطاقة الشمسية الزراعية حلاً واعدًا يجمع بين الأنظمة الكهروضوئية والزراعة، خاصة في المناطق الحارة والجافة مثل دولة الإمارات العربية المتحدة. هدفت هذه الدراسة إلى استكشاف نظام زراعي يستخدم وحدات كهروضوئية أحادية الوجه لتعزيز نمو الخيار الذي يتحمل الظل في المناخ الصعب الذي تشهده الدولة. تم إجراء البحث في شهر أكتوبر، لتقييم نمو الخيار وإنتاج الفاكهة تحت الوحدات الكهروضوئية وأشعة الشمس المباشرة، مع الأخذ في الاعتبار الآثار الضارة للشمس الشديدة في الدولة على الجدوى الزراعية. تم وضع الوحدات الكهروضوئية بزاوية ميل 25 درجة وارتفاع 1.5 متر. أظهرت نتائج الدراسة أن الخيار المزروع في ظل الوحدات الكهروضوئية يتمتع بمؤشرات نمو وإنتاج فاكهة أفضل، وشهد معدلات وفيات أقل مقارنة بتلك المعرضة لأشعة الشمس المباشرة. كما حدد البحث وجود علاقة ارتباط سلبية ملحوظة بين عوامل النمو والبعد عن مركز الألواح، مما أبرز تأثير أنماط التظليل على الإنتاجية الزراعية. تؤكد هذه الدراسة على إمكانات الخلايا الفولتية الزراعية كنهج واعد لتحقيق إنتاج الطاقة المستدامة وتعزيز العائد الزراعي في البيئات القاحلة في وقت واحد. ومن خلال دمج الأنظمة الكهروضوئية مع زراعة المحاصيل، يساهم هذا البحث في الممارسات الزراعية المستدامة في المناخات الحارة، ويؤكد على قدرة الخلايا الكهروضوئية على التخفيف من النزاعات على استخدام الأراضي، والحفاظ على المياه، وتحسين الأمن الغذائي في دولة الإمارات العربية المتحدة. يتناول هذا البحث تحديات إنتاج الطاقة والإنتاجية الزراعية في المناطق الجافة من خلال اقتراح نموذج يجمع بين إمكانات الخلايا الكهروضوئية. وتحلل الدراسة بعناية مقاييس النمو والإنتاجية، مما يدل على جدوى دمج توليد الطاقة الشمسية مع الأنشطة الزراعية. يقدم هذا النموذج رؤى قيمة حول تحسين استخدام الأراضي للأغراض المزدوجة. تشمل اتجاهات البحث المستقبلية توسيع نطاق الدراسة، واستكشاف فعالية الوحدات ثنائية الجانب، وتقييم أداء النظام عبر أنواع المحاصيل المختلفة والظروف المناخية المتعددة. يمهد هذا البحث الطريق لمستقبل مستدام ومُوفر للطاقة وآمن للغذاء.

كلمات الباحثين

Desert gardening - Desert plants - Sustainable agriculture - Agriculture - Energy consumption - Agriculture - Energy conservation

إشراف وإعداد

الإشراف

Ali El-Keblawy, Di Zhang, Nouar Taber

الإعداد

Amna Al-Ali

الاقتباسات الببليوغرافية