Полупрозрачные солнечные панели пурпурного цвета помогли брокколи эффективнее использовать свет, одновременно оставляя растениям доступ к солнечному излучению. Полевой эксперимент в Швеции показал, что такой подход может сочетать выращивание овощей и выработку электричества, однако растениям потребовалось на 25 дней больше времени для созревания.
Как проверяли цветные панели
Исследование опубликовано в журнале Cell Reports Physical Science. В нём участвовали специалисты, включая инженера Mälardalen University в Вестеросе Сильвию Ма Лу.
Эксперимент провели в течение вегетационного сезона 2024 года на шведской ферме. Учёные установили две конструкции размером 20 × 20 метров с полупрозрачными пурпурными солнечными панелями. У двух систем различалась светопроницаемость: через них к растениям проходило разное количество света.
Для сравнения брокколи также выращивали на третьем участке без панелей, под открытым солнцем. Исследователи измеряли температуру воздуха, относительную влажность и влажность почвы, а затем сопоставляли урожайность, питательный состав растений и показатели фотосинтеза.
Свет использовался в 4,5 раза эффективнее
Под пурпурными панелями брокколи использовала солнечный свет в 4,5 раза эффективнее. При этом к моменту сбора растения достигли размеров, сопоставимых с брокколи, выращенной традиционным способом.
Главное ограничение — срок созревания. Растения под панелями созревали на 25 дней позже. Авторы также обратили внимание, что брокколи показала сходные результаты под обеими системами, несмотря на разную прозрачность панелей.
Панели с более высокой плотностью фотоэлектрических ячеек потенциально способны вырабатывать больше электричества. При этом результаты ещё необходимо проверить в другие сезоны, на иных культурах и с различными конфигурациями агровольтаических систем.
Зачем объединять сельское хозяйство и солнечную энергетику
Агровольтаика предполагает использование одного участка земли и для сельского хозяйства, и для производства солнечной энергии. Обычные тёмно-синие панели обычно непрозрачны: они защищают растения от избытка солнца, града и сильных осадков, но способны создавать слишком плотную тень и снижать урожайность некоторых культур.
Полупрозрачные цветные панели должны уменьшить эту проблему. Они поглощают часть солнечного света для выработки энергии, а остальное излучение пропускают к растениям. Полученное электричество в перспективе можно направлять на орошение, работу техники, охлаждение и хранение урожая либо подавать в электросеть.
Команда уже начала дополнительные испытания пурпурных, красных и синих панелей в контролируемых лабораторных условиях. По словам Сильвии Ма Лу, конфигурации, похожие на использованный прототип, пока могут быть более подходящими для небольших проектов — например, общественных садов — или для крыш теплиц, а не для немедленного развёртывания над крупными сельскохозяйственными площадями.
Пурпурные солнечные панели в этом эксперименте сохранили размер брокколи и повысили эффективность использования света, но замедлили созревание культуры. Для практического применения технологии нужны более масштабные исследования с другими растениями, сезонами и вариантами размещения панелей.
Читайте так же:
- Инфракрасные очки могут расширить границы человеческого зрения
- Учёные создали фиолетовую ткань, которая охлаждает лучше белого хлопка
- Инопланетяне не строили сферы Дайсона вокруг карликовых звезд
