Araştırmacılar, renkli, yarı saydam güneş panellerinin kullanımının aynı anda elektrik üretebileceğini ve besleyici ürünler üretebileceğini, bu da çiftçiler için daha yüksek gelir beklentilerine yol açabilir ve tarım arazisi kullanımını en üst düzeye çıkarabileceğini göstermiştir.
Bu yeni sistem, çiftçilerin yatırım portföylerini çeşitlendirmelerine izin vererek, piyasa fiyatlarındaki dalgalanmalara veya talepteki değişikliklere karşı finansal koruma sağlayabilir ve iklim güvenilmezliği ile ilgili riskleri azaltabilir. Daha büyük ölçekte, tarımsal üretimi etkilemeden elektrik üretmek için güneş enerjisi tedarik kapasitesini büyük ölçüde artırabilir.
Bu, yarı saydam güneş panellerinin aynı anda ekin ve elektrik üretmek için kullanıldığı ilk teknik değil, agrofotoforvoltaik olarak bilinen bir teknik. Ancak yeni bir uyarlamada araştırmacılar, içlerinden geçebilecek ışığın dalga boylarından (veya renklerinden) en iyi şekilde elde etmek için turuncu renkli paneller kullandılar.
Renkli güneş panelleri elektrik üretmek için mavi ve yeşil dalga boylarını emer. Turuncu ve kırmızı dalga boyları geçer ve aşağıdaki bitkilerin büyümesini sağlar. Standart tarım sistemlerinde yetiştirilen ürünler toplam ışıklarının yarısından daha azını alırken, panellerden geçen renkler büyümelerine en uygun olanlardır.
"Fesleğen gibi yüksek değerli bir ürün için, elektrik üretiminin değeri sadece renkli güneş panellerinden biyokütle üretiminin kaybını telafi eder. Bununla birlikte, ıspanak gibi mahsuller daha düşük değerde olduğunda, bunun önemli finansal avantajları vardır. Cambridge Üniversitesi Biyokimya Bölümü'nden bu Baş araştırmacı Dr Paolo Bombelli şöyle dedi.
Normal yetiştirme koşullarında, renkli bir tarımsal PV sistemi kullanılarak üretilen ıspanak ve elektriğin toplam değeri, sadece ıspanak yetiştirmekten% 35 daha yüksektir. Karşılaştırmak gerekirse, bu şekilde yetiştirilen fesleğen için toplam finansal kazanç sadece% 2,5'tir. Hesaplamada mevcut piyasa fiyatları nedir: Fesleğen ıspanağın yaklaşık beş katına satılar. Üretilen elektriğin değeri, çalışmayı yürüten İtalyan Ulusal Şebekesi'ne satılacağı varsayılarak hesaplanır.
"Hesaplamalarımız, sistemin genel mali değerine ilişkin oldukça muhafazakar bir tahmindir. Aslında, çiftçiler evlerini işletmek için ulusal şebekeden elektrik satın alsaydı, faydaları daha büyük olurdu," diyor ABD Kaliforniya Üniversitesi'nden Profesör Christopher Howe. Araştırmaya Cambridge Üniversitesi Biyokimya Bölümü de katıldı.
Çalışma, renkli güneş panelleri altında yetiştirilen fesleğenin pazarlanabilir veriminin yüzde 15, ıspanağın ise normal yetiştirme koşullarından yaklaşık yüzde 26 daha düşük olduğunu ortaya koydu. Bununla birlikte, ıspanak kökleri saplardan ve yapraklardan çok daha az büyür: daha az ışık mevcuttur ve bitki ışığı yakalamak için enerjiyi büyüyen "biyo-güneş panellerine" koyar.
Tabakların altında yetişen ıspanak ve fesleğen yapraklarının laboratuvar analizi, her ikisinin de daha yüksek protein konsantrasyonlarına sahip olduğunu göstermiştir. Araştırmacılar, bitkilerin azaltılmış ışık koşullarında fotokintez yapma yeteneklerini geliştirmek için ek proteinler üretebileceğine inanıyorlar. Azaltılmış ışığa uyum sağlamak için ıspanak, yaprakları topraktan kaldırarak hasadı kolaylaştıran daha uzun saplar üretir.
"Çiftçi açısından bakıldığında, yapraklı yeşilliklerinizin daha büyük yapraklara, bitkinin satılabilen yenilebilir kısmına sahip olması faydalıdır. Küresel protein talebi artmaya devam ettikçe, bitki bitkilerinde proteini artırmak mümkündür İçerik teknolojisi de çok faydalı olacaktır."
Çalışmanın başyazarı, Greenwich Üniversitesi'nden Dr Eleanor Thompson şunları söyledi: "Şu anda bir tür şeffaf örtü altında yetişen bu kadar çok ürünle, renkli güneş panelleri kullanılarak ek enerji üretimi için toprak kaybı yoktur."
Tüm yeşil bitkiler güneşten gelen ışığı fotosentez yoluyla büyümelerini besleyen kimyasal enerjiye dönüştürür. Deneyler İtalya'da iki test ürünü kullanılarak gerçekleştirildi. Ispanak (Spinacia oleracea) bir kış mahsulünü temsil eder: daha az güneş ışığı ile büyür ve soğuk havaları tolere eder. Fesleğen (Ocimum basilicum), çok fazla ışık ve daha yüksek sıcaklık gerektiren bir yaz mahsulünü temsil eder.
Araştırmacılar şu anda sistemin diğer mahsuller üzerinde ne kadar iyi çalıştığını ve çoğunlukla kırmızı ve turuncu ışık altında büyümenin moleküler düzeyde mahsulleri nasıl etkilediğini görmek için sistemin daha fazla denemesini tartışıyorlar.