Các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng việc sử dụng các tấm pin mặt trời màu trong mờ có thể đồng thời tạo ra điện và tạo ra các loại cây trồng giàu dinh dưỡng, dẫn đến triển vọng thu nhập cao hơn cho nông dân và tối đa hóa việc sử dụng đất nông nghiệp.
Bằng cách cho phép nông dân đa dạng hóa danh mục đầu tư của họ, hệ thống mới này có thể bảo vệ tài chính khỏi những biến động của giá cả thị trường hoặc những thay đổi về nhu cầu và giảm thiểu rủi ro liên quan đến sự không đáng tin cậy về khí hậu. Ở quy mô lớn hơn, nó có thể tăng đáng kể khả năng cung cấp năng lượng mặt trời để tạo ra điện mà không ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp.
Đây không phải là' đây không phải là lần đầu tiên các tấm pin mặt trời bán trong suốt được sử dụng để sản xuất đồng thời cây trồng và điện, một kỹ thuật được gọi là điện quang nông. Nhưng trong một bản chuyển thể mới lạ, các nhà nghiên cứu đã sử dụng các tấm nền màu cam để tận dụng tối đa các bước sóng (hoặc màu sắc) của ánh sáng có thể truyền qua chúng.
Các tấm pin mặt trời nhuộm màu hấp thụ các bước sóng xanh lam và xanh lá cây để tạo ra điện. Các bước sóng màu cam và đỏ đi qua, cho phép các cây bên dưới phát triển. Trong khi cây trồng được trồng trong các hệ thống canh tác tiêu chuẩn nhận được ít hơn một nửa tổng lượng ánh sáng của chúng, màu sắc xuyên qua các tấm là màu phù hợp nhất với sự phát triển của chúng.
“Đối với một loại cây trồng có giá trị cao như húng quế, giá trị sản xuất điện chỉ đơn giản bù đắp cho sự mất mát sản xuất sinh khối từ các tấm pin mặt trời nhuộm màu. Tuy nhiên, khi các loại cây trồng như rau bina có giá trị thấp hơn, điều này có lợi thế đáng kể về mặt tài chính. Trưởng nhóm nghiên cứu, Tiến sĩ Paolo Bombelli thuộc Khoa Hóa sinh của Đại học Cambridge&cho biết.
Trong điều kiện trồng trọt bình thường, giá trị kết hợp của rau bina và điện năng được sản xuất bằng hệ thống PV nông nghiệp nhuộm màu cao hơn 35% so với trồng rau bina một mình. Để so sánh, tổng lợi nhuận tài chính cho việc trồng húng quế theo cách này chỉ là 2,5%. Tính toán sử dụng giá thị trường hiện tại: Húng quế được bán với giá gấp khoảng năm lần so với rau bina. Giá trị của lượng điện sản xuất được tính toán với giả định rằng nó sẽ được bán cho Lưới điện Quốc gia Ý, đơn vị đã tiến hành nghiên cứu.
& quot; Tính toán của chúng tôi là một ước tính khá thận trọng về giá trị tài chính tổng thể của hệ thống. Trên thực tế, nếu nông dân mua điện từ lưới điện quốc gia để chạy nhà thì lợi ích sẽ lớn hơn," Giáo sư Christopher Howe, Đại học California, Hoa Kỳ cho biết. Khoa Hóa sinh của Đại học Cambridge&# 39 cũng tham gia vào nghiên cứu.
Nghiên cứu cho thấy húng quế được trồng dưới các tấm pin mặt trời nhuộm màu có năng suất bán ra thị trường thấp hơn 15% và rau bina thấp hơn khoảng 26% so với điều kiện trồng bình thường. Tuy nhiên, rễ rau bina phát triển kém hơn nhiều so với thân và lá: ít ánh sáng hơn, và cây trồng dồn năng lượng để phát triển" tấm pin mặt trời sinh học" để nắm bắt ánh sáng.
Phân tích trong phòng thí nghiệm của rau bina và lá húng quế được trồng dưới đĩa cho thấy cả hai đều có nồng độ protein cao hơn. Các nhà nghiên cứu tin rằng thực vật có thể tạo ra các protein bổ sung để tăng cường khả năng quang hợp trong điều kiện ánh sáng giảm. Để thích ứng với ánh sáng giảm, rau bina tạo ra thân dài hơn giúp thu hoạch dễ dàng hơn bằng cách nhấc lá khỏi đất.
“Theo quan điểm của nông dân, nếu cây rau ngót của bạn có lá to hơn, phần cây ăn được, bán được thì có lợi. Khi nhu cầu toàn cầu về protein tiếp tục tăng, có thể tăng lượng protein trong cây trồng Công nghệ hàm lượng cũng sẽ rất có lợi ”.
Tác giả chính của nghiên cứu&# 39, Tiến sĩ Eleanor Thompson từ Đại học Greenwich, cho biết:" Với rất nhiều loại cây trồng hiện đang phát triển dưới một số loại lớp phủ trong suốt, không có đất để sản xuất thêm năng lượng sử dụng các tấm pin mặt trời màu."
Tất cả các cây xanh đều chuyển đổi ánh sáng từ mặt trời thành năng lượng hóa học để thúc đẩy sự phát triển của chúng thông qua quá trình quang hợp. Các thí nghiệm được thực hiện ở Ý bằng cách sử dụng hai cây trồng thử nghiệm. Cải bó xôi (Spinacia oleracea) đại diện cho một vụ đông: nó phát triển với ít ánh sáng mặt trời và chịu được thời tiết lạnh. Húng quế (Ocimum basilicum) đại diện cho cây trồng mùa hè cần nhiều ánh sáng và nhiệt độ cao hơn.
Các nhà nghiên cứu hiện đang thảo luận về các thử nghiệm tiếp theo của hệ thống để xem hệ thống hoạt động tốt như thế nào trên các cây trồng khác và việc trồng chủ yếu dưới ánh sáng chủ yếu là màu đỏ và cam ảnh hưởng đến cây trồng ở cấp độ phân tử như thế nào.