Теплиці з прозорими сонячними батареями самі забезпечують себе електрикою
Сільське господарство може стати енергетично нейтральним завдяки новому поколінню теплиць, на обслуговування яких вже не потрібна електрика ззовні. Для цього вчені з Університету штату Північна Кароліна придумали використовувати сонячну енергію.
Про це пишуть на сайті навчального закладу.
Теплиці, обладнані прозорими сонячними батареями, збирають енергію, поглинаючи лише ті хвилі світла, довжина яких не потрібна рослинам для процесу фотосинтезу.
"Рослини використовують лише кілька довжин хвиль світла для фотосинтезу» і ідея полягає в тому, щоб створити теплиці, які виробляють енергію з цього невикористаного світла, одночасно пропускаючи більшу частину фотосинтетичної смуги світла", - розповідає Брендан О'коннор, автор дослідження та доцент кафедри машинобудування та аерокосмічної техніки в штаті Північна Кароліна. «Ми можемо це зробити, використовуючи органічні сонячні елементи, оскільки вони дозволяють нам налаштовувати спектр світла, який поглинає сонячний елемент — тому ми можемо зосередити увагу на використанні довжин хвиль світла, які не використовуються рослинами. Однак, до цих пір не було ясно, скільки енергії теплиця могла б зібрати, якби використовувала ці напівпрозорі, селективні по довжині хвилі, органічні сонячні елементи".
Дослідники використовували обчислювальну модель для оцінки того, скільки енергії може виробляти теплиця, якщо на її даху встановлені напівпрозорі органічні сонячні елементи, і чи буде цієї енергії достатньо, щоб компенсувати кількість енергії, необхідну теплиці для ефективної роботи. Модель була розроблена для оцінки енергоспоживання теплиць, що вирощують помідори в точках Арізони, Північної Кароліни і Вісконсіна.
"Більша частина споживання енергії в теплицях походить від опалення та охолодження, тому наша модель була зосереджена на розрахунку енергетичного навантаження, необхідного для підтримки оптимального діапазону температур для росту томатів», — говорить О'коннор.
У Арізоні теплиці можуть стати енергетично нейтральними, не вимагаючи зовнішнього джерела енергії і при цьому блокуючи тільки 10% фотосинтетичної смуги світла. Однак, якщо виробники хочуть блокувати більше фотосинтетичного світла, вони можуть генерувати вдвічі більше енергії, ніж потрібно для роботи теплиці. У Північній Кароліні теплиця може стати енергетично нейтральною, блокуючи 20% фотосинтетичного світла. У Вісконсіні теплиці не могли стати енергетично нейтральними, використовуючи напівпрозорі сонячні елементи-для підтримки теплиці в теплі взимку потрібно занадто багато енергії. Проте, сонячні елементи можуть задовольнити до 46% потреби в теплиці.
Також читайте: