Cercetătorii au demonstrat că utilizarea panourilor solare colorate, translucide poate genera simultan energie electrică și poate produce culturi nutritive, ceea ce duce la perspective de venit mai mari pentru fermieri și la maximizarea utilizării terenurilor agricole.
Permițând fermierilor să își diversifice portofoliile de investiții, acest nou sistem ar putea oferi protecție financiară împotriva fluctuațiilor prețurilor pieței sau a modificărilor cererii și ar putea atenua riscurile asociate cu lipsa de fiabilitate în domeniul climei. La o scară mai mare, aceasta poate crește foarte mult capacitatea de alimentare cu energie solară pentru a genera energie electrică fără a afecta producția agricolă.
Aceasta nu este prima dată când panourile solare semi-transparente au fost folosite pentru a produce culturi și electricitate în același timp, o tehnică cunoscută sub numele de agrofotovoltaică. Dar, într-o adaptare inedită, cercetătorii au folosit panouri colorate în portocaliu pentru a profita la maximum de lungimile de undă (sau culorile) luminii care ar putea trece prin ele.
Panourile solare colorate absorb lungimile de undă albastre și verzi pentru a genera energie electrică. Lungimile de undă portocalii și roșii trec prin, permițând plantelor de mai jos să crească. În timp ce culturile cultivate în sisteme agricole standard primesc mai puțin de jumătate din lumina lor totală, culorile care trec prin panouri sunt cele mai potrivite pentru creșterea lor.
"Pentru o cultură de mare valoare, cum ar fi busuiocul, valoarea producției de energie electrică compensează pur și simplu pierderea producției de biomasă din panouri solare colorate. Cu toate acestea, atunci când culturile, cum ar fi spanacul, au o valoare mai mică, acest lucru are avantaje financiare semnificative. Acest cercetător principal Dr. Paolo Bombelli de la Universitatea din Cambridge Departamentul de Biochimie a spus.
În condiții normale de creștere, valoarea combinată a spanacului și a electricității produse cu ajutorul unui sistem fotovoltaic agricol colorat este cu 35 % mai mare decât cultivarea spanacului singur. Prin comparație, câștigul financiar total pentru busuiocul cultivat în acest fel este de numai 2,5%. Calculul folosește prețurile curente ale pieței: Busuiocul vinde de aproximativ cinci ori mai mult decât spanacul. Valoarea energiei electrice produse se calculează presupunând că aceasta va fi vândută rețelei naționale italiene, care a efectuat studiul.
"Calculele noastre sunt o estimare destul de conservatoare a valorii financiare globale a sistemului. De fapt, dacă fermierii ar cumpăra energie electrică din rețeaua națională pentru a-și conduce casele, beneficiile ar fi mai mari", a declarat profesorul Christopher Howe, Universitatea din California, SUA. Departamentul de Biochimie al Universității din Cambridge a participat, de asemenea, la cercetare.
Studiul a constatat că busuiocul cultivat sub panouri solare colorate a avut un randament comercializabil cu 15 la sută mai mic, iar spanacul cu aproximativ 26 la sută mai mic decât condițiile normale de creștere. Cu toate acestea, rădăcinile de spanac cresc mult mai puțin decât tulpinile și frunzele: este disponibilă mai puțină lumină, iar planta pune energie în creșterea "panourilor bio-solare" pentru a capta lumina.
Analizele de laborator ale frunzelor de spanac și busuioc cultivate sub farfurii au arătat că ambele aveau concentrații mai mari de proteine. Cercetătorii cred că plantele pot produce proteine suplimentare pentru a-și spori capacitatea de fotosinteză în condiții de lumină redusă. Pentru a acomoda lumina redusă, spanacul produce tulpini mai lungi care fac recoltarea mai ușoară prin ridicarea frunzelor din sol.
"Din punctul de vedere al unui fermier, este benefic dacă verdele cu frunze are frunze mai mari, partea comestibilă a plantei care poate fi vândută. Pe măsură ce cererea globală de proteine continuă să crească, este posibil să crească proteinele din culturile de plante Tehnologia conținutului ar fi, de asemenea, foarte benefică."
Autorul principal al studiului, dr. Eleanor Thompson de la Universitatea din Greenwich, a declarat: "Cu atât de multe culturi care cresc în prezent sub un fel de acoperire transparentă, nu există pierderi de teren pentru producția suplimentară de energie folosind panouri solare colorate. "
Toate plantele verzi transformă lumina de la soare în energie chimică care le alimentează creșterea prin fotosinteză. Experimentele au fost efectuate în Italia folosind două culturi de testare. Spanacul (Spinacia oleracea) reprezintă o cultură de iarnă: crește cu mai puțină lumină solară și tolerează vremea rece. Busuiocul (Ocimum basilicum) reprezintă o cultură de vară care necesită multă lumină și temperaturi mai ridicate.
Cercetătorii discută în prezent studii suplimentare ale sistemului pentru a vedea cât de bine funcționează sistemul pe alte culturi și cum cultivarea sub lumină roșie și portocalie afectează culturile la nivel molecular.