A kutatók kimutatták, hogy a színezett, áttetsző napelemek használata egyidejűleg villamos energiát termelhet és tápláló növényeket termelhet, ami magasabb jövedelmi kilátásokat eredményez a gazdálkodók számára és maximalizálja a mezőgazdasági földhasználatot.
Azáltal, hogy lehetővé teszi a mezőgazdasági termelők számára befektetési portfólióik diverzifikálását, ez az új rendszer pénzügyi védelmet nyújthat a piaci árak ingadozásával vagy a kereslet változásával szemben, és enyhítheti az éghajlat megbízhatatlanságával kapcsolatos kockázatokat. Nagyobb léptékben jelentősen növelheti a napenergia-ellátási kapacitást a villamosenergia-termeléshez anélkül, hogy befolyásolná a mezőgazdasági termelést.
Nem ez az első alkalom, hogy félig átlátszó napelemeket használnak növények és villamos energia előállítására, az agrofotonvoltaikus néven ismert technikával. De egy új adaptációban a kutatók narancssárga színű paneleket használtak, hogy a legtöbbet hozzák ki a fény hullámhosszaiból (vagy színéből), amelyek áthaladhatnak rajtuk.
A színezett napelemek elnyelik a kék és zöld hullámhosszakat, hogy villamos energiát termeljenek. Narancssárga és piros hullámhosszak haladnak át, lehetővé téve az alábbi növények növekedését. Míg a standard gazdálkodási rendszerekben termesztett növények teljes fényük kevesebb mint felét kapják, a paneleken áthaladó színek a legjobban illeszkednek növekedésükhöz.
"Egy olyan nagy értékű növény esetében, mint a bazsalikom, a villamosenergia-termelés értéke egyszerűen pótolja a biomassza termelésének elvesztését a színezett napelemekből. Ha azonban az olyan növények, mint a spenót, alacsonyabb értékűek, ennek jelentős pénzügyi előnyei vannak. Dr. Paolo Bombelli, a Cambridge-i Egyetem Biokémiai Tanszékének vezető kutatója elmondta.
Normál termesztési körülmények között a színezett mezőgazdasági fotovoltaikus rendszerrel előállított spenót és villamos energia együttes értéke 35%- kal magasabb, mint a spenót önmagában történő termesztése. Összehasonlításképpen, az így termesztett bazsalikom teljes pénzügyi nyeresége csak 2,5%. A számítás a jelenlegi piaci árakat használja: a Bazsalikom körülbelül ötször annyiért ad el, mint a spenót. A megtermelt villamos energia értékét úgy számítják ki, hogy azt a tanulmányt végző olasz nemzeti hálózatnak értékesítik.
"Számításaink meglehetősen konzervatív becslést jelentenek a rendszer általános pénzügyi értékéről. Valójában, ha a gazdálkodók villamos energiát vásárolnának a nemzeti hálózatból, hogy működtessék házaikat, az előnyök nagyobbak lennének" - mondta Christopher Howe professzor, a Kaliforniai Egyetem professzora. A Cambridge-i Egyetem Biokémiai Tanszéke is részt vett a kutatásban.
A tanulmány megállapította, hogy a színezett napelemek alatt termesztett bazsalikom 15 százalékkal alacsonyabb piacképes hozammal és spenóttal rendelkezett, körülbelül 26 százalékkal alacsonyabb, mint a normál termesztési feltételek. A spenót gyökerei azonban sokkal kevesebbet nőnek, mint a szárak és a levelek: kevesebb fény áll rendelkezésre, és a növény energiát fektet a növekvő "bio-napelemekbe", hogy megragadja a fényt.
A lemezek alatt termesztett spenót- és bazsalikomlevelek laboratóriumi elemzése azt mutatta, hogy mindkettőnek magasabb fehérjekoncentrációja volt. A kutatók úgy vélik, hogy a növények további fehérjéket termelhetnek, hogy növeljék a fotoszintézis képességét csökkentett fényviszonyok között. A csökkentett fény befogadására a spenót hosszabb szárakat termel, amelyek megkönnyítik a betakarítást a levelek talajból való felemelésével.
"A mezőgazdasági termelő szempontjából előnyös, ha a leveles zöldek nagyobb levelekkel rendelkeznek, a növény ehető része, amely eladható. Mivel a fehérje iránti globális kereslet továbbra is növekszik, lehetséges a növényi növények fehérjenövelése A tartalomtechnológia is nagyon hasznos lenne.
A tanulmány vezető szerzője, Dr. Eleanor Thompson, a Greenwichi Egyetemről ezt mondta: "Mivel oly sok növény jelenleg valamilyen átlátszó fedél alatt növekszik, nincs földveszteség a színes napelemek felhasználásával történő további energiatermeléshez. "
Minden zöld növény átalakítja a nap fényét kémiai energiává, amely fotoszintézissel táplálja növekedésüket. A kísérleteket Olaszországban végezték két kísérleti növény felhasználásával. A spenót (Spinacia oleracea) téli termést jelent: kevesebb napfényben nő és tolerálja a hideg időjárást. A bazsalikom (Ocimum basilicum) egy nyári termést jelent, amely sok fényt és magasabb hőmérsékletet igényel.
A kutatók jelenleg a rendszer további vizsgálatait tárgyalják annak érdekében, hogy lássák, mennyire működik jól a rendszer más növényeken, és hogyan befolyásolja a főként vörös és narancssárga fényben való termesztés a növényeket molekuláris szinten.