Cercetătorii de la Universitatea Mälardalen din Suedia au testat un prototip inovator de panouri solare semitransparente, colorate în roz, care permit cultivarea plantelor și producerea de energie electrică pe aceeași suprafață de teren agricol. Studiul lor, publicat în revista științifică Cell Reports Physical Science și citat de Sciencealert.com, deschide noi perspective în utilizarea eficientă a luminii solare.
Cuprins:
Cercetătorii de la Universitatea Mälardalen din Suedia au realizat un experiment inovator în domeniul agrivoltaicelor, testând panouri solare semitransparente de culoare roz (magenta) care permit dezvoltarea culturilor agricole direct sub ele, în timp ce generează energie electrică.
Proiectul coordonat de Silvia Ma Lu încearcă să rezolve una dintre cele mai mari provocări ale tranziției energetice: competiția pentru terenuri între parcurile fotovoltaice și agricultură. Soluția propusă folosește capacitatea plantelor de a absorbi cu precădere anumite lungimi de undă ale luminii.
Plantele sunt, în esență, panouri solare naturale eficiente, dar ele folosesc pentru fotosinteză doar lumina din spectrul roșu și albastru. Spectrul verde este reflectat sau mai puțin utilizat în procesele biologice de creștere, se arată în studiu.
Panourile fotovoltaice testate de echipa din Suedia folosesc sticlă nuanțată în tonuri de magenta, echipată cu benzi subțiri de telurură de cadmiu (CdTe), un material fotovoltaic opac. Aceste benzi captează o parte din lumina solară pentru a produce electricitate, lăsând spectrul roșu și albastru să treacă prin sticlă pentru a hrăni plantele aflate dedesubt.
„Conceptul de bază este destul de simplu. Panourile solare utilizează o parte din lumina solară pentru a genera electricitate regenerabilă, în timp ce permit trecerea altor lungimi de undă către plantele care cresc dedesubt”, explică Ma Lu, în studiul citat.
Deși energia luminii verzi nu este încă captată de celulele solare, experimentul sugerează că acest lucru ar putea deveni posibil în viitor.
Pentru a testa eficiența acestui sistem, echipa a ales să cultive broccoli, o cultură din specia Brassica oleracea, care include și varza, conopida sau kale. Trei loturi de 20 de metri pătrați fiecare au fost utilizate în experiment. Un lot a fost expus direct la soare, iar celelalte două au fost acoperite cu panouri solare roz, cu transparență de 50%, respectiv 70%.
Rezultatele publicate de portalul de știri din domeniul științei arată că, deși plantele cultivate sub panouri au avut nevoie de 25 de zile în plus pentru a ajunge la maturitate, randamentul lor a fost similar cu cel al plantelor crescute în aer liber.
În plus, acestea au demonstrat o utilizare mai eficientă a luminii disponibile: de 4,5 ori mai mare sub panourile cu transparență de 50% și de 2,8 ori mai mare sub cele cu transparență de 70%.
Există încă provocări, avertizează cercetătorii. Panourile roz au fost inițial concepute pentru designul clădirilor, pentru a oferi un interior cu o lumină caldă, ceea ce înseamnă că nu sunt optimizate pentru captarea energiei din lumina verde.
În plus, panourile roz au generat aproximativ 224,7 MWh de electricitate pe hectar pe parcursul sezonului de creștere – cu 100 MWh mai puțin decât panourile solare convenționale de dimensiuni similare, conform portalului de știri citat anterior.
„Întrebarea reală este dacă complexitatea suplimentară a panourilor solare care selectează lungimile de undă aduce suficientă valoare agricolă pentru a compensa pierderea de electricitate generată”, afirmă expertul în inginerie a sistemelor electrice Ramesh Rayudu, care nu a fost implicat în studiu.
Deși prototipul nu este încă pregătit pentru aplicări comerciale pe scară largă, Ma Lu susține că ar putea fi utilizat în grădini comunitare sau integrat în acoperișurile serelor.
„Configurații similare cu prototipul nostru pot fi în prezent potrivite pentru aplicații la scară mică, mai degrabă decât pentru implementări imediate pe suprafețe agricole mari”, afirmă cercetătoarea.
Această tehnologie reprezintă un pas înainte în direcția utilizării mai eficiente a energiei solare, împărțind spectrul luminos pentru a sprijini atât agricultura, cât și producerea de energie verde. În viitor, panourile solare roz ar putea deveni o soluție sustenabilă pentru o agricultură mai prietenoasă cu mediul și o utilizare mai rațională a resurselor planetei.