Ứng dụng kỹ thuật năng lượng mặt trời tưới nhỏ giọt cho cây trồng

<p style="text-align: justify;">Ứng dụng kỹ thuật năng lượng mặt trời trong tưới nhỏ giọt cho cây trồng đang trở thành giải pháp hiệu quả tại nhiều vùng nông thôn, đặc biệt ở những khu vực còn khó tiếp cận lưới điện. Nhờ tận dụng nguồn năng lượng sạch, vô tận, mô hình này giúp tiết kiệm nước, giảm chi phí sản xuất và mở ra hướng phát triển bền vững cho nông nghiệp.</p>

Trong nhiều năm qua, ở các vùng sâu vùng xa trên cả nước, tình trạng thiếu điện và khó khăn trong việc bơm nước tưới khiến không ít diện tích đất bị bỏ hoang. Với những loại cây trồng có thời gian sinh trưởng dài 6-10 tháng, đặc biệt cần nước trong ba tháng đầu, việc bảo đảm nguồn nước tưới đều đặn là vấn đề sống còn.

Trước biến đổi khí hậu, thời tiết khô hạn kéo dài, nhu cầu áp dụng giải pháp tiết kiệm nước và giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch càng trở nên cấp thiết. Việc lắp đặt các tấm pin năng lượng mặt trời để vận hành bơm nước và kết hợp hệ thống tưới nhỏ giọt đã mang lại hiệu quả rõ rệt. 

Nhiều mảnh đất trước đây bị xem là "khó canh tác" do xa điện lưới nay đã được phủ xanh, đồng thời đem lại giá trị kinh tế cao cho người nông dân.

Hệ thống tưới nhỏ giọt chạy bằng năng lượng mặt trời hoạt động đơn giản nhưng hiệu quả. Điện được tạo ra từ các tấm pin, cung cấp trực tiếp cho bơm để đưa nước từ giếng hoặc ao hồ đến bồn chứa hoặc dẫn thẳng vào hệ thống ống tưới nhỏ giọt. 

Nhờ cơ chế cấp nước từng giọt, đúng vào vị trí gốc cây, lượng nước sử dụng giảm đáng kể so với tưới tràn hay tưới phun, đồng thời hạn chế bay hơi, giữ ẩm ổn định cho đất. Nếu kết hợp bộ châm phân venturi, phân bón được hòa tan trong nước và đưa đều đến từng gốc, giúp cây hấp thu triệt để, giảm công lao động và hạn chế lãng phí.

Một trong những mô hình điển hình là gia đình anh Nguyễn Công Khanh ở xã biên giới Suối Dây, huyện Tân Châu (Tây Ninh). Trên diện tích trồng sắn, anh Khanh đầu tư hệ thống gồm 6 tấm pin mặt trời công suất 175 W/tấm, bộ inverter chuyên dụng cho bơm nước, cảm biến mực nước, đường ống, van lọc và béc tưới nhỏ giọt. Tổng chi phí đầu tư chỉ khoảng 10 triệu đồng/ha. Trước đây, mỗi lần tưới, anh phải sử dụng máy bơm dầu với chi phí khoảng 300.000 đồng/lần, mùa mưa tưới mỗi tuần một lần và mùa khô bốn lần, dẫn đến chi phí lớn và không chủ động. Việc kéo điện lưới không khả thi do vườn xa khu dân cư, nên anh chuyển hẳn sang hệ thống chạy bằng năng lượng mặt trời.

Sau gần một năm vận hành, kết quả vượt ngoài mong đợi: Vườn sắn phát triển đồng đều, cây khỏe, năng suất đạt hơn 40 tấn/ha, tăng 25-30% so với trước, đem lại lợi nhuận gần 60 triệu đồng/ha. 

Anh Khanh cho biết hệ thống hoạt động ổn định, bền bỉ, chi phí vận hành gần như bằng 0. Do pin mặt trời đầu tư một lần và có thể sử dụng hàng chục năm, chỉ cần thêm một vụ nữa là gia đình anh hoàn vốn. Không chỉ cung cấp nước, hệ thống còn cho phép bón phân tự động bằng cách hòa tan phân vào nước và đưa theo đường ống, giúp việc bón phân nhanh, đều và hiệu quả hơn so với cách thủ công.

Không chỉ ở Tây Ninh, nhiều địa phương khác cũng đang áp dụng giải pháp tương tự. Tại Bình Thuận, mô hình tưới nhỏ giọt cho thanh long bằng năng lượng mặt trời được triển khai trong các lớp tập huấn cho nông dân. Hệ thống sử dụng bơm công suất 1,5 kW kết nối với các tấm pin mặt trời, cung cấp nước tưới ổn định quanh năm, tiết kiệm lượng nước lớn và giảm đáng kể chi phí điện. 

Trước đó, một số nhóm sinh viên cũng phát triển mô hình tưới nhỏ giọt tự động dùng năng lượng mặt trời cho vườn bưởi ở Ninh Thuận, tích hợp cảm biến độ ẩm và điều khiển tự động, cho phép hệ thống tự vận hành vào ban ngày mà không cần điện lưới.

Thực tế cho thấy, sử dụng năng lượng mặt trời cho hệ thống tưới nhỏ giọt không chỉ giúp nông dân tiết kiệm chi phí, nâng cao năng suất mà còn góp phần giảm phát thải khí nhà kính, phù hợp với định hướng phát triển nông nghiệp xanh. 

Hệ thống phù hợp với nhiều loại cây trồng như sắn, thanh long, bưởi, cà phê, hồ tiêu…, đặc biệt ở các khu vực nắng nhiều, nguồn nước hạn chế và xa điện lưới. Tuy chi phí đầu tư ban đầu có thể là rào cản, nhưng với tuổi thọ pin kéo dài 20–25 năm và chi phí vận hành gần như bằng 0, hiệu quả kinh tế lâu dài là rất rõ rệt.

Trong bối cảnh nguồn lực nước ngày càng hạn chế và yêu cầu giảm phát thải ngày càng cấp bách, mô hình tưới nhỏ giọt bằng năng lượng mặt trời là hướng đi phù hợp cho nông nghiệp hiện đại. 

Việc nhân rộng mô hình, hỗ trợ vốn vay và đào tạo nông dân trong vận hành, bảo trì hệ thống sẽ góp phần thúc đẩy sản xuất bền vững, phủ xanh đất trống và nâng cao thu nhập cho người dân ở những vùng còn nhiều khó khăn.