Изследователите са доказали, че използването на тонирани, полупрозрачни слънчеви панели може едновременно да генерира електроенергия и да произвежда питателни култури, което води до по-високи перспективи за доходите на земеделските стопани и максимално увеличаване на земеделското използване на земята.
Като позволява на земеделските стопани да диверсифицират своите инвестиционни портфейли, тази нова система би могла да осигури финансова защита от колебанията на пазарните цени или промените в търсенето, и да смекчи рисковете, свързани с ненадеждността в областта на климата. В по-голям мащаб тя може значително да увеличи капацитета за захранване със слънчева енергия за производство на електроенергия, без да засяга селскостопанското производство.
Това не е първият път, когато полупрозрачни слънчеви панели са били използвани за производство на култури и електричество в същото време, техника, известна като agrophotovoltaics. Но в една новела адаптация, изследователите използват оранжево тонирани панели, за да се възползват максимално от дължините на вълната (или цветовете) на светлината, която може да премине през тях.
Тонираните слънчеви панели абсорбират сини и зелени дължини на вълните, за да генерират електричество. Оранжевите и червените дължини на вълните преминават през, което позволява на растенията по-долу да растат. Докато културите, отглеждани в стандартни системи за земеделие, получават по-малко от половината от общата си светлина, цветовете, които преминават през панелите, са тези, които са най-подходящи за растежа им.
"За култура с висока стойност като босилека стойността на производството на електроенергия просто компенсира загубата на производство на биомаса от затъпените слънчеви панели. Въпреки това, когато култури като спанак са с по-ниска стойност, това има значителни финансови предимства. Това Водещ изследовател д-р Паоло Bombelli на Университета на Кеймбридж катедра по биохимия каза.
При нормални условия на отглеждане комбинираната стойност на спанака и електроенергията, произведени с помощта на затъмнена селскостопанска PV система, е с 35% по-висока от отглеждането само на спанак. За сравнение общата финансова печалба за босилек, отгледан по този начин, е само 2,5%. Изчислението използва текущи пазарни цени: Базил продава за около пет пъти повече, колкото спанак. Стойността на произведената електроенергия се изчислява, ако се приеме, че тя ще бъде продадена на Италианската национална мрежа, която проведе изследването.
"Нашите изчисления са доста консервативна оценка на общата финансова стойност на системата. Всъщност, ако фермерите купуват електроенергия от националната мрежа, за да управляват къщите си, ползите ще бъдат по-големи", каза професор Кристофър Хау, Калифорнийски университет, САЩ. В изследването участва и катедрата по биохимия на Университета в Кеймбридж.
Проучването установи, че босилекът, отглеждан под тонирани слънчеви панели, има 15 процента по-нисък продаваем добив и спанак с около 26 процента по-нисък от нормалните условия на отглеждане. Въпреки това, корените на спанака растат далеч по-малко от стъблата и листата: по-малко светлина е на разположение, а растението влага енергия в отглеждането на "био-слънчеви панели", за да улови светлината.
Лабораторният анализ на листата от спанак и босилек, отглеждани под плочите, показа, че и двете имат по-високи протеинови концентрации. Изследователите смятат, че растенията могат да произвеждат допълнителни протеини за повишаване на способността им да фотосинтезират при намалени светлинни условия. За да се настани намалената светлина, спанакът произвежда по-дълги стъбла, които улесняват прибирането на реколтата чрез повдигане на листата от почвата.
"От гледна точка на фермера е от полза, ако вашите листни зелени имат по-големи листа, ядливата част на растението, която може да бъде продадена. Тъй като световното търсене на протеин продължава да расте, е възможно да се увеличи протеинът в растителните култури Технологията на съдържанието също би била много полезна."
Водещият автор на изследването, д-р Елинор Томпсън от Университета в Гринуич, казва: "С толкова много култури, които в момента растат под някакъв вид прозрачно покритие, няма загуба на земя за допълнително производство на енергия с помощта на цветни слънчеви панели. "
Всички зелени растения превръщат светлината от слънцето в химическа енергия, която подхранва растежа им чрез фотосинтеза. Експериментите са проведени в Италия с помощта на две тестови култури. Спанакът (Spinacia oleracea) представлява зимна култура: расте с по-малко слънчева светлина и понася студено време. Босилек (Ocimum basilicum) представлява лятна култура, която изисква много светлина и по-високи температури.
Изследователите в момента обсъждат допълнителни опити на системата, за да видят колко добре работи системата върху други култури, и как отглеждането под предимно червена и оранжева светлина засяга културите на молекулярно ниво.