Naukowcy wykazali, że zastosowanie przyciemnianych, półprzezroczystych paneli słonecznych może jednocześnie generować energię elektryczną i pożywne uprawy, co prowadzi do wyższych perspektyw dochodów rolników i maksymalizacji wykorzystania gruntów rolnych.
Pozwalając rolnikom na dywersyfikację ich portfeli inwestycyjnych, ten nowatorski system może zapewnić ochronę finansową przed wahaniami cen rynkowych lub zmianami popytu oraz złagodzić ryzyko związane z zawodnością klimatu. Na większą skalę może znacznie zwiększyć zdolność zasilania energią słoneczną do wytwarzania energii elektrycznej bez wpływu na produkcję rolną.
To' nie pierwszy raz, kiedy półprzezroczyste panele słoneczne zostały użyte do jednoczesnej produkcji upraw i elektryczności, technika znana jako agrofotowoltaika. Jednak w nowej adaptacji naukowcy wykorzystali panele o pomarańczowym zabarwieniu, aby jak najlepiej wykorzystać długości fal (lub kolory) światła, które może przez nie przejść.
Przyciemniane panele słoneczne pochłaniają fale niebieskie i zielone, aby generować energię elektryczną. Przechodzą fale pomarańczowe i czerwone, umożliwiając wzrost roślinom poniżej. Podczas gdy rośliny uprawiane w standardowych systemach rolniczych otrzymują mniej niż połowę całkowitego światła, kolory, które przechodzą przez panele, najlepiej pasują do ich wzrostu.
„W przypadku upraw o wysokiej wartości, takich jak bazylia, wartość wytwarzania energii elektrycznej po prostu rekompensuje utratę produkcji biomasy z przyciemnionych paneli słonecznych. Jednak gdy uprawy takie jak szpinak mają niższą wartość, ma to znaczne korzyści finansowe. Ten główny badacz, dr Paolo Bombelli z Wydziału Biochemii Uniwersytetu Cambridge', powiedział.
W normalnych warunkach wzrostu łączna wartość szpinaku i energii elektrycznej wytworzonej przy użyciu przyciemnianego rolniczego systemu fotowoltaicznego wynosi 35% wyższy niż sam szpinak. Dla porównania, łączny zysk finansowy z uprawianej w ten sposób bazylii wynosi tylko 2,5%. Kalkulacja wykorzystuje aktualne ceny rynkowe: Basil sprzedaje około pięć razy więcej niż szpinak. Wartość wyprodukowanej energii elektrycznej oblicza się przy założeniu, że zostanie ona sprzedana włoskiej sieci National Grid, która przeprowadziła badanie.
& Cytat: Nasze obliczenia są dość ostrożnym szacunkiem ogólnej wartości finansowej systemu. W rzeczywistości, gdyby rolnicy kupowali energię elektryczną z krajowej sieci zasilającej swoje domy, korzyści byłyby większe," powiedział profesor Christopher Howe z Uniwersytetu Kalifornijskiego w USA. W badaniach uczestniczył również Wydział Biochemii Uniwersytetu Cambridge&nr 39.
Badanie wykazało, że bazylia uprawiana pod przyciemnionymi panelami słonecznymi miała o 15 procent niższą plon handlowy, a szpinak o około 26 procent niższy niż w normalnych warunkach uprawy. Jednak korzenie szpinaku rosną znacznie słabiej niż łodygi i liście: mniej światła jest dostępne, a roślina wkłada energię w wzrost"bio-panele słoneczne" by uchwycić światło.
Analiza laboratoryjna liści szpinaku i bazylii wyhodowanych pod płytkami wykazała, że oba miały wyższe stężenie białka. Naukowcy są przekonani, że rośliny mogą wytwarzać dodatkowe białka w celu zwiększenia ich zdolności do fotosyntezy w warunkach ograniczonego oświetlenia. Aby dostosować się do ograniczonego światła, szpinak wytwarza dłuższe łodygi, które ułatwiają zbiory dzięki podnoszeniu liści z gleby.
„Z punktu widzenia rolnika korzystne jest, jeśli twoje zielone liście mają większe liście, jadalną część rośliny, którą można sprzedać. Ponieważ globalne zapotrzebowanie na białko stale rośnie, możliwe jest zwiększenie zawartości białka w uprawach roślinnych. Technologia zawartości byłaby również bardzo korzystna.”
Główny autor badania', dr Eleanor Thompson z University of Greenwich, powiedział:"Przy tak wielu uprawach obecnie rosnących pod jakąś przezroczystą osłoną nie ma strat ziemi na dodatkową produkcję energii za pomocą kolorowych paneli słonecznych.&cyt;
Wszystkie zielone rośliny przetwarzają światło słoneczne w energię chemiczną, która napędza ich wzrost poprzez fotosyntezę. Doświadczenia przeprowadzono we Włoszech na dwóch testowych uprawach. Szpinak (Spinacia oleracea) jest uprawą zimową: rośnie przy mniejszym nasłonecznieniu i toleruje zimną pogodę. Bazylia (Ocimum basilicum) to roślina letnia, która wymaga dużo światła i wyższych temperatur.
Naukowcy dyskutują obecnie o dalszych próbach systemu, aby sprawdzić, jak dobrze system działa na innych uprawach i jak uprawa głównie w czerwonym i pomarańczowym świetle wpływa na uprawy na poziomie molekularnym.