Phát triển các phương pháp phân tích hóa học và xây dựng tài liệu tiêu chuẩn hóa mô hình Agrivoltaics

Loại dự án: Dự án nghiên cứu quốc tế

Tên dự án: Thực nghiệm phân tích thành phần hóa học của cây trồng và đất tại địa điểm triển khai thí điểm mô hình điện mặt trời kết hợp canh tác nông nghiệp (Agrivoltaics) và phát triển các phương pháp phân tích hóa học và tài liệu tiêu chuẩn hóa.

Thành viên nghiên cứu: Sunway, Wee Energy, KEITI, Korean Conformity Laboratories, Vinacontrol Group, Yeungnam Univeristy, Korea Rural Community Corporation, Viện Tiêu chuẩn chất lượng Việt Nam.
Mục tiêu nghiên cứu: Hình thành cơ sở khoa học và dữ liệu nền tảng, xây dựng tài liệu tiêu chuẩn hóa quốc gia (TCVN) liên quan đến đo lường sinh trưởng cây trồng, phân tích đất – cây và giám sát mô hình Agrivoltaics.

Bối cảnh và tầm quan trọng của dự án

Trong bối cảnh chuyển dịch năng lượng toàn cầu, mô hình Agrivoltaics – kết hợp sản xuất nông nghiệp với điện mặt trời – đang được nhiều quốc gia quan tâm như một giải pháp tối ưu sử dụng đất.
Dự án giải quyết thách thức trong việc kết hợp sản xuất năng lượng tái tạo và canh tác nông nghiệp bền vững. Việc lắp đặt các hệ thống điện mặt trời trên đất nông nghiệp thường gây ra bóng râm làm ảnh hưởng đến năng suất cây trồng; do đó, cần nghiên cứu một hệ thống tối ưu để vừa sản xuất điện vừa duy trì an ninh lương thực và bảo vệ chất lượng đất phù hợp với điều kiện bản địa.

Phương pháp nghiên cứu

• Nghiên cứu thứ cấp và tham khảo tiêu chuẩn: Báo cáo trích dẫn và áp dụng rộng rãi các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế. Cụ thể, các giai đoạn sinh trưởng của lúa được mã hóa theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 13381-1:2021 và tham khảo nghiên cứu của JIRCAS (2018). Các phương pháp thử nghiệm hóa lý đất và cây trồng cũng tham khảo theo tuân thủ các tiêu chuẩn hiện có như TCVN, ISO, AOAC, EPA và một số tiêu chuẩn của Hàn Quốc (KS).
• Nghiên cứu sơ cấp và phân tích hóa học: Dự án tiến hành lấy mẫu thực tế tại hiện trường (xã Hòa Nhơn, huyện Hòa Vang, Đà Nẵng) trên cả hai lô: lô có hệ thống điện mặt trời và lô đối chứng không bị phủ bóng. Việc lấy mẫu và phân tích bao gồm:
  • Đất: Xác định hàm lượng Ni-tơ tổng số, phốt-pho hữu hiệu, các ion dương (Na, K, Ca, Mg) và các kim loại nặng gồm: Al, As, Cd, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb, Zn.
  • Cây trồng (Lúa): Phân tích hàm lượng dinh dưỡng (protein), phốt-pho, các khoáng chất và kiểm soát nhiễm độc kim loại nặng trong hạt gạo sau thu hoạch.

Mẫu đất từ khu vực thực nghiệm dự án Agrivoltaics tại Đà Nẵng.

Mẫu cây lúa lấy từ khu vực thực nghiệm dự án Agrivoltaics tại Đà Nẵng

Phân tích mẫu cây lúa và đất thu lấy từ khu vực thực nghiệm dự án Agrivoltaics tại phòng thí nghiệm của Vinacontrol Group

• Giám sát chỉ số sinh trưởng và sản lượng: Quy trình giám sát được thực hiện nghiêm ngặt qua các thông số:
  • Chỉ số sinh trưởng: Đo chiều cao cây, số nhánh, số lá, kích thước lá đòng, chiều dài rễ và sinh khối khô của cây ở các giai đoạn then chốt (đẻ nhánh, làm đòng, trỗ bông, chín).
  • Đánh giá sản lượng: Đo lường các thành phần cấu thành năng suất như số bông/m2, số hạt/bông, tỷ lệ hạt chắc, trọng lượng 1000 hạt và năng suất thực tế (kg/m2).
  • Thông số khí tượng: Theo dõi liên tục nhiệt độ không khí, độ ẩm và cường độ bức xạ mặt trời (PPFD) tại các điểm có bóng râm và không có bóng râm.

• Xây dựng tiêu chuẩn và mô hình: Một trong những mục tiêu cốt lõi của dự án là tiêu chuẩn hóa kỹ thuật canh tác phù hợp với địa phương. Báo cáo hướng tới việc xây dựng các hướng dẫn về thiết kế, xây dựng, vận hành (O&M) và đề xuất các chính sách để thiết lập mô hình chiến lược kinh doanh xuất khẩu công nghệ điện mặt trời nông nghiệp.

Ý nghĩa và giá trị của dự án

• Về thực tiễn: Cung cấp giải pháp kỹ thuật cụ thể để tối ưu hóa việc sử dụng đất hai mục tiêu (nông nghiệp và năng lượng), giúp nông dân tăng thu nhập mà không làm giảm đáng kể sản lượng lương thực.
• Về lý thuyết & Chính sách: Đóng góp cơ sở dữ liệu khoa học để xây dựng các tiêu chuẩn quốc gia về điện mặt trời nông nghiệp và thúc đẩy hợp tác chuyển giao công nghệ cao giữa Hàn Quốc và Việt Nam.
• Đánh giá mức độ tương thích về tiêu chuẩn kỹ thuật của Việt Nam với các quốc gia trên thế giới. Phát triển tiêu chuẩn kỹ thuật (TCVN) dành cho mô hình điện mặt trời nông nghiệp và phương pháp kiểm tra chất lượng, an toàn từ sản phẩm nông nghiệp trồng theo mô hình mới.