Теплиці і сонячні батареї необхідно розміщувати в місцях з великою кількістю сонячного світла – так чому б не об’єднати їх?
Напівпрозорі сонячні елементи потенційно можуть бути вбудовані в скляні панелі даху теплиць, вловлюючи світло на довжинах хвиль, які рослини все одно не використовують. Тепер дослідники з Університету штату Північна Кароліна змоделювали, як це могло б працювати, і виявили, що в деяких кліматичних умовах панелі можуть виробляти достатньо сонячної енергії, щоб зробити теплицю повністю самодостатньою.
Теплиці з органічними сонячними батареями
Органічні сонячні елементи (ОСЕ) мають декілька переваг в порівнянні з іншими конструкціями. Вони як і раніше збирають енергію від сонячного світла, але можуть бути зроблені більш гнучкими, прозорими (або, принаймні, напівпрозорими) і можуть бути налаштовані для поглинання тільки певних довжин хвиль світла. Це потенційно робить їх ідеальними для покрівлі теплиць – вони можуть пропускати більшу частину світла для рослин, при цьому збираючи достатньо енергії, щоб компенсувати пристойну частину енергетичних потреб об’єкта.
Щоб дізнатися відповідь на це питання, дослідники зробили модель, яка показує, скільки енергії буде надходити від теплиці з ОСЕ на даху, у порівнянні з кількістю енергії, яку вона споживає. Ідея полягала в тому, щоб знайти точку, в якій теплиця стає енергетично нейтральною, тобто вона генерує достатньо енергії від Сонця, щоб повністю живити себе.
- Розроблено спосіб приготування кави без використання зерен
- ЗМІ: У таблиці Менделєєва з’явиться новий хімічний елемент «японій»
- Новий Mini Cooper 2013 року
Для цього дослідження теоретичні теплиці були змодельовані на основі енергії, необхідної для вирощування томатів у трьох місцях з різним кліматом – Аризона, Північна Кароліна і Вісконсин. Як бонус, ОСЕ також є ефективними теплоізоляторами, які допомагають підтримувати потрібну температуру.
Команда виявила, що кількість корисного світла, яке недоотримають рослини всередині, буде незначним, але вигоди того варті. Наприклад, у сонячній Аризоні теплиця з встановленими ОСЕ може стати енергетично нейтральною, блокуючи лише 10 % світла, необхідного для рослин. За словами команди, це не повинно негативно вплинути на рослини. Насправді, вихід енергії можна подвоїти, якщо уловлювати трохи більше світла.
У Північній Кароліні сонячне світло трохи розсіяне, тому теплиці потрібно забрати 20 % фотосинтетичного світла, щоб стати енергетично нейтральною. Холодних зим Вісконсину було б занадто багато, щоб коли-небудь досягти нейтралітету, але ці теплиці все ще могли б виробити майже половину їхніх енергетичних потреб.
Це не перший раз, коли дослідники ставлять сонячні батареї на дахах теплиць. Ще в 2012 році іспанська команда розробила систему, яка використовувала б надмірне річне сонячне світло для отримання енергії, впускаючи весь спектр протягом зими, коли це необхідно.
У 2017 році аналогічне дослідження перевірило сонячні елементи пурпурного кольору, вбудовані в парникові панелі. Основну увагу було приділено рослинній стороні рівняння, а не енергетичній спрямованості нового дослідження. Було виявлено, що 80 % рослин не були порушені тьмяним світлом, в той час як 20 % насправді росли краще, ніж при повному сонячному світлі.
За матеріалами newatlas.com
Натхнення: econet.ru