Istraživači su pokazali da korištenje zatamnjenih, prozirnih solarnih panela može istovremeno proizvoditi električnu energiju i proizvoditi hranjive usjeve, što dovodi do većih izgleda prihoda za poljoprivrednike i maksimiziranja korištenja poljoprivrednog zemljišta.
Omogućujući poljoprivrednicima da diverzificiraju svoje investicijske portfelje, ovaj novi sustav mogao bi pružiti financijsku zaštitu od fluktuacija tržišnih cijena ili promjena potražnje te ublažiti rizike povezane s nepouzdanošću klime. U većim razmjerima može uvelike povećati kapacitet solarne energije za proizvodnju električne energije bez utjecaja na poljoprivrednu proizvodnju.
Ovo nije'nije prvi put da se poluprozirni solarni paneli koriste za proizvodnju usjeva i električne energije u isto vrijeme, tehnika poznata kao agrofotovoltaika. No, u novoj adaptaciji, istraživači su koristili narančasto obojene ploče kako bi maksimalno iskoristili valne duljine (ili boje) svjetlosti koje bi mogle proći kroz njih.
Zatamnjeni solarni paneli apsorbiraju plave i zelene valne duljine za proizvodnju električne energije. Narančaste i crvene valne duljine prolaze, omogućujući biljkama ispod da rastu. Dok usjevi uzgojeni u standardnim poljoprivrednim sustavima primaju manje od polovice svoje ukupne svjetlosti, boje koje prolaze kroz ploče najbolje su prikladne za njihov rast.
“Za visokovrijedne usjeve poput bosiljka, vrijednost proizvodnje električne energije jednostavno nadoknađuje gubitak proizvodnje biomase iz zatamnjenih solarnih panela. Međutim, kada su usjevi poput špinata manje vrijednosti, to ima značajne financijske prednosti. Ovo je rekao glavni istraživač dr. Paolo Bombelli s Odjela za biokemiju Sveučilišta Cambridge'.
U normalnim uvjetima uzgoja, kombinirana vrijednost špinata i električne energije proizvedene korištenjem zatamnjenog poljoprivrednog fotonaponskog sustava je 35% veća od uzgoja špinata samog. Za usporedbu, ukupna financijska dobit za bosiljak uzgojen na ovaj način iznosi samo 2,5%. U izračunu se koriste trenutne tržišne cijene: bosiljak se prodaje za oko pet puta više od špinata. Vrijednost proizvedene električne energije izračunata je pod pretpostavkom da će biti prodana Talijanskoj nacionalnoj mreži koja je provela studiju.
& quot;Naši su izračuni prilično konzervativna procjena ukupne financijske vrijednosti sustava. Zapravo, kada bi farmeri kupovali struju iz nacionalne mreže za upravljanje svojim kućama, koristi bi bile veće," rekao je profesor Christopher Howe sa Sveučilišta u Kaliforniji, SAD. Odjel za biokemiju Sveučilišta Cambridge' također je sudjelovao u istraživanju.
Studija je pokazala da je bosiljak uzgojen pod zatamnjenim solarnim panelima imao 15 posto niži tržišni prinos, a špinat oko 26 posto niži od normalnih uvjeta uzgoja. Međutim, korijen špinata raste daleko manje od stabljike i lišća: dostupno je manje svjetla, a biljka ulaže energiju u uzgoj"biosolarnih panela" uhvatiti svjetlost.
Laboratorijska analiza listova špinata i bosiljka uzgojenih ispod ploča pokazala je da oba imaju veću koncentraciju proteina. Istraživači vjeruju da biljke mogu proizvoditi dodatne proteine kako bi poboljšale svoju sposobnost fotosinteze pod smanjenim svjetlosnim uvjetima. Kako bi se prilagodio smanjenoj svjetlosti, špinat proizvodi duže stabljike koje olakšavaju berbu podizanjem lišća s tla.
“Sa stajališta farmera, korisno je ako vaše lisnato zelje ima veće listove, jestivi dio biljke koji se može prodati. Kako globalna potražnja za proteinima nastavlja rasti, moguće je povećati proteine u biljnim kulturama. Tehnologija sadržaja također bi bila vrlo korisna.”
Vodeći autor studije', dr. Eleanor Thompson sa Sveučilišta Greenwich, rekao je:"Uz toliko mnogo usjeva koji trenutno rastu pod nekom vrstom transparentnog pokrivača, nema gubitka zemlje za dodatnu proizvodnju energije korištenjem solarnih panela u boji."
Sve zelene biljke pretvaraju sunčevu svjetlost u kemijsku energiju koja potiče njihov rast fotosintezom. Pokusi su provedeni u Italiji uz dva testna usjeva. Špinat (Spinacia oleracea) predstavlja ozimu kulturu: raste s manje sunčeve svjetlosti i podnosi hladno vrijeme. Bosiljak (Ocimum basilicum) predstavlja ljetnu kulturu koja zahtijeva puno svjetla i više temperature.
Istraživači trenutno raspravljaju o daljnjim ispitivanjima sustava kako bi vidjeli koliko dobro sustav radi na drugim usjevima i kako uzgoj pod uglavnom crvenim i narančastim svjetlom utječe na usjeve na molekularnoj razini.