Нова технологија овозможува истовремено производство на електрична енергија и одгледување земјоделски култури под соларни панели. Првите тестови со брокула покажале охрабрувачки резултати.
Научници развија полупроѕирни соларни панели со розова нијанса кои истовремено произведуваат електрична енергија и пропуштаат дел од светлината потребна за раст на растенијата.
Технологијата ја тестирал тим од шведскиот Универзитет Мелардален, предводен од Силвија Ма Лу. Резултатите од истражувањето се објавени во научното списание Cell Reports Physical Science, пишува ScienceAlert.
Соларни панели што „делат“ сончева светлина со растенијата
Идејата се темели на едноставен принцип: растенијата, исто како соларните панели, ја користат сончевата светлина, но за фотосинтеза им се потребни само одредени делови од светлосниот спектар.
Новите панели се дизајнирани да пропуштаат црвена и сина светлина – бранови должини што се особено важни за фотосинтезата – додека другиот дел од светлината се користи за производство на електрична енергија.
„Основниот концепт е доста едноставен. Сончевите панели користат дел од сончевата светлина за да создадат обновлива енергија, а во исто време дозволуваат дел од светлината да помине низ културите што растат под нив“, објаснува Ма Лу.
На тој начин, истата сончева енергија би можела поефикасно да се искористи за две намени – производство на електрична енергија и земјоделско производство.
Брокулата како тест-култура
Истражувачите ја избрале брокулата за експериментот бидејќи припаѓа на ист вид како зелката, карфиолот, кељот и прокељот. Тоа значи дека резултатите потенцијално би можеле да бидат релевантни и за други сродни култури.
За потребите на експериментот биле поставени три парцели, секоја со површина од 20 квадратни метри.
На првата парцела брокулата растела под директна сончева светлина и служела како контролна група. На другите две парцели биле поставени розови соларни панели со различна пропустливост – едните пропуштале 50 проценти од светлината, а другите 70 проценти.
Панелите се прототипови и имаат розова боја бидејќи филтрираат дел од зелениот спектар. Сепак, во сегашната верзија на технологијата, соларните ќелии не ја искористуваат целосно зелената светлина за производство на електрична енергија, што остава простор за понатамошно усовршување.
Растот бил побавен, но искористувањето на светлината – поефикасно
Резултатите покажале интересен компромис.
Брокулата одгледувана под соларните панели на крајот дала приближно ист принос како и растенијата изложени на директна сончева светлина.
Но, растенијата под панелите имале потреба од 25 дена повеќе за да достигнат зрелост за берба.
Иако добивале значително помалку светлина, растенијата ја искористувале поефикасно. Ефикасноста била околу 4,5 пати поголема под панелите со 50 проценти пропустливост, односно 2,8 пати поголема под панелите со 70 проценти пропустливост.
„Едно од најинтересните откритија беше колку слични беа резултатите за одгледување брокула под двата панелни системи, иако имаа различни нивоа на транспарентност“, вели Ма Лу.
Сепак, истражувачите нагласуваат дека резултатите се однесуваат на конкретните експериментални услови и дека се потребни дополнителни тестирања во повеќе сезони.
Зошто панелите се розови?
Розовата боја не е единствената причина поради која светлината поминува низ панелите.
Активниот материјал, непроѕирен кадмиум-телурид (CdTe), е поставен во форма на ленти. Колку се погусти лентите, толку повеќе електрична енергија може да се произведе, но истовремено се намалува количината на светлина што стигнува до растенијата.
Интересно е што розовата боја всушност не била неопходен услов за експериментот.
Панелите првично биле развиени за архитектонски цели и биле избрани затоа што биле комерцијално достапни. Нивниот филтер пропушта црвена и сина светлина, но сè уште не е целосно јасно дали резултатите кај брокулата се должат на спектарот на филтрираната светлина, на намалената количина светлина или на ефектот на стаклена градина што го создава стаклената површина.
Токму затоа ќе бидат потребни дополнителни истражувања.
Колку електрична енергија може да се произведе?
Покрај земјоделскиот принос, истражувачите ја анализирале и енергетската страна на технологијата.
Во текот на периодот на растење, розовите панели произвеле околу 224,7 MWh електрична енергија по хектар.
Тоа е приближно 100 MWh помалку од конвенционалните соларни панели.
Според Рамеш Рајуду, експерт за инженерство на енергетски системи кој не бил дел од истражувачкиот тим, економската исплатливост ќе зависи од цената на електричната енергија и вредноста на земјоделскиот производ.
Според неговите пресметки, намаленото производство на електрична енергија би требало да се компензира со дополнителен принос од околу 1,2 до 3,2 тони брокула по хектар.
Клучното прашање, според него, е дали дополнителната земјоделска вредност е доволно голема за да го оправда намаленото производство на електрична енергија.
Засега најпогодни за помали системи
Истражувачите сметаат дека технологијата во оваа фаза има најголем потенцијал за помали примени – на пример, во заеднички градини, урбано земјоделство или како дел од покривни конструкции на стакленици.
За поширока комерцијална примена на големи земјоделски површини, сепак, ќе биде потребен дополнителен развој.
Идејата зад технологијата е едноставна, но потенцијално значајна: една површина да произведува и храна и електрична енергија, со попаметно користење на сончевата светлина.