Testy na sałacie
Naukowcy testowali uprawę czerwonej sałaty pod różnymi rodzajami szkła i różnymi długościami fal światła, utrzymując wszystkie inne zmienne na tym samym poziomie – w tym temperaturę, stężenie CO2 oraz ilość wody i nawozów.
Sałata uprawiana pod ogniwami słonecznymi nie wykazała żadnych istotnych różnic w kluczowych pomiarach, takich jak poziom antyoksydantów, absorpcja CO2, wielkość i waga. Panele słoneczne okazały się być również bardzo pomocne w regulowaniu temperaturę w szklarni.
“Byliśmy trochę zaskoczeni tym, że nie było żadnych rzeczywistych ograniczeń we wzroście czy zdrowiu roślin. Oznacza to, że pomysł integracji przezroczystych ogniw słonecznych w szklarniach może zostać zrealizowany”
– mówi botanik Heike Sederoff z Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej.
Panele słoneczne są w tym przypadku półprzezroczystymi organicznymi ogniwami słonecznymi (które dla ułatwienia komunikacji naukowcy nazywają skrótowo ST-OSC), a nie bardziej tradycyjnym typem opartym na krzemie, z którego korzysta się na rozległych farmach energii słonecznej. Istnieje nadzieja, że pewnego dnia ta sama technologia będzie mogła być stosowana nawet w oknach budynków mieszkalnych.
Część obietnicy związanej z ST-OSC leży w ich elastyczności. Mogą one być dostosowane do pochłaniania różnych długości fal świetlnych, w zależności od potrzeb – długości fal, które w przypadku tych badań nie są potrzebne roślinom do fotosyntezy.
Podczas gdy jedna grupa kontrolna sałaty była wystawiona na działanie pełnego spektrum białego światła, trzy inne grupy były uprawiane pod różnymi filtrami światła, które symulowały różne rodzaje absorpcji półprzezroczystych organicznych ogniw słonecznych, dostosowując stosunek czerwonego i niebieskiego światła w każdym z filtrów.
“Nie tylko nie znaleźliśmy żadnej znaczącej różnicy między grupą kontrolną a grupami eksperymentalnymi, ale także nie znaleźliśmy żadnej znaczącej różnicy między różnymi filtrami” – mówi inżynier mechaniki i lotnictwa Brendan O’Connor z Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej.
Przyszłość hodowli owoców i warzyw?
To bardzo dobre rokowania dla przyszłych zastosowań ST-OSC, bo chociaż szklarnie mają wiele zalet, mogą jednak wymagać dużo więcej energii niż inne rodzaje upraw – nie tylko do regulacji temperatury wewnątrz. Przezroczyste i półprzezroczyste ogniwa słoneczne mogłyby pomóc znacznie obniżyć koszty upraw.
Chociaż ST-OSC nie mają takiego samego współczynnika konwersji światła słonecznego na energię elektryczną jak konwencjonalne ogniwa fotowoltaiczne, to jednak cały czas są udoskonalane w kierunku bardziej wszechstronnego wykorzystania.
Kolejnym krokiem w kierunku szklarni zasilanych energią słoneczną jest przetestowanie tej technologii na roślinach i uprawach innych niż sałata – następne w kolejce mają być pomidory. Naukowcy patrzą na przyszłe badania z optymizmem, twierdząc, że w niedalekiej przyszłości możemy doczekać się takiej produkcji warzyw i roślin na masową skalę.
Badania zostały opublikowane w Cell Reports Physical Science.