Polopriehľadné solárne články podporujú rast skleníkových rastlín
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 14. 3. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Solárne elektrárne a konvenčné poľnohospodárstvo súperia o pôdu a tento konflikt sa bude pravdepodobne len zhoršovať, pretože potreba pôdy pre obe odvetvia rastie. Vedci z Kalifornskej univerzity v Los Angeles sa aj preto rozhodli otestovať spôsob, ako tieto dve možnosti skombinovať, a to umiestnením polopriehľadných solárnych článkov na sklenené strechy skleníkov. Zistili pritom, že môžu skutočne zlepšiť rast rastlín v nich.
Skleníky aj solárna energia potrebujú veľa slnečného svetla, preto nie je prekvapením, že inžinieri experimentovali s ich zabudovaním do rovnakých konštrukcií. Experimenty ukázali, že ide v podstate o obojstranne výhodnú situáciu. Polopriehľadné solárne panely dokážu vyrábať slušné množstvo elektrickej energie a zároveň neochudobňujú rastliny o životne dôležité slnečné žiarenie. V niektorých prípadoch sa pod nimi rastlinám dokonca darilo.
V rámci novej štúdie skúmal tím z Kalifornskej univerzity v Los Angeles niekoľko vylepšení existujúceho systému. Začali s organickými solárnymi článkami, ktoré sa vyrábajú z uhlíkových materiálov a dajú sa z nich vyrobiť priehľadné a flexibilné solárne články. To znie ideálne na použitie v skleníkoch, ale nevýhodou je, že tieto organické materiály sa na slnečnom svetle rýchlo rozkladajú.
Tím preto pridal novú zložku, konkrétne vrstvu chemickej látky nazývanej ako L-glutatión, ktorá zabraňuje oxidácii a rozpadu organických materiálov. Pri testoch boli organické solárne články s touto ochrannou vrstvou aj bez nej umiestnené pod slnečné žiarenie na 1 000 hodín nepretržitého používania. Ukázalo sa, že tie s dodatočnou vrstvou si zachovali viac ako 84 % svojej pôvodnej účinnosti, zatiaľ čo tie bez nej za tento čas klesli s účinnosťou na menej ako 20 %.
Potom výskumníci použili solárne články v modelových skleníkoch, kde pestovali pšenicu, fazuľu mungo a brokolicu. Každá plodina sa pestovala v jednom z dvoch skleníkov. V jednom s priehľadnou sklenenou strechou posiatou segmentmi anorganických solárnych článkov a v druhom so strechou zloženou výlučne z polopriehľadných organických solárnych článkov.
Organické články vykazovali účinnosť premeny energie 13,5 % a prepúšťali 21,5 % viditeľného svetla. Zdá sa však, že to stačilo. Rastliny v týchto skleníkoch rástli prekvapivo ešte lepšie ako tie v tradičných skleníkoch. Tím predpokladá, že je to preto, lebo vrstva L-glutatiónu blokovala ultrafialové žiarenie, ktoré môže rastliny poškodiť, a infračervené žiarenie, ktoré môže skleník príliš zohriať.
„Neočakávali sme, že organické solárne články budú výkonnejšie ako bežný skleník so sklenenou strechou,“ povedal Yepin Zhao, hlavný autor štúdie. „Experimenty sme však opakovali viackrát s rovnakými výsledkami a po ďalšom výskume a analýze sme zistili, že rastliny nepotrebujú na svoj rast toľko slnečného svetla, ako sme si pôvodne mysleli. V skutočnosti môže prílišné vystavenie slnečnému žiareniu viac uškodiť ako pomôcť, najmä v klimatických podmienkach, ako je kalifornská, kde je slnečného svetla viac“.
Tím teraz založil startup spoločnosť na komerčné rozšírenie výroby týchto organických solárnych článkov.
Výskum bol nedávno uverejnený v magazíne Nature Sustainability.
