Një ekip studiuesish në Universitetin Shtetëror të Karolinës së Veriut, duke punuar me qeliza organike fotovoltaike Kompania (OPV) NextGen Nano, ka demonstruar sesi shtimi i qelizave diellore organike gjysmë transparente (OSC) në serra u lejon prodhuesve të prodhojnë energji elektrike dhe të kultivojnë njëkohësisht marule, duke zvogëluar kërkesat për energji serë. Rezultatet do të vendosin bazën për prodhimin e energjisë në kultivimin e qëndrueshëm të serrave.
Hulumtimi, botuar në Raportet e qelizave Shkenca Fizike, zbuloi se marule e kuqe mund të rritet në serra me OSC që filtrojnë gjatësinë e valës së dritës të përdorur për të gjeneruar energji diellore. Kjo demonstron mundësinë e përdorimit të paneleve diellore transparente në serra për të përmbushur kërkesat e tyre të larta për energji elektrike, duke mos ulur rendimentin e të korrave.
Gjatë një periudhe 30-ditore, katër grupe marule u rritën nën kompozime të ndryshme me ngjyra të lehta duke përdorur filtra OSC. Kjo përfshinte një grup kontrolli të ekspozuar ndaj një spektri të plotë të dritës së bardhë. Asnjë ndryshim i rëndësishëm në peshën e freskët ose përmbajtjen e klorofilit midis grupit të kontrollit dhe grupeve eksperimentale nuk u gjet, duke sugjeruar që heqja e pjesëve selektive të spektrit të dritës të nevojshme për të gjeneruar energji elektrike nuk ndikoi në rritjen e të korrave. Gjatësitë e valës së korrur mund të përdoren më pas për të fuqizuar ndriçimin intensiv të energjisë, menaxhimin termik dhe sistemet e ujitjes të nevojshme për kultivimin e serrave.
"Serat përdoren për të rritur bimët sepse ato rrisin në mënyrë drastike rendimentin në klimat jo-vendase, ndërsa ulin konsumin e ujit dhe përdorimin e pesticideve në krahasim me bujqësinë konvencionale," shpjegoi Doktor Carr Ho, shkencëtar kërkimor në NextGen Nano. "Por xhami i serrës ka izolim të dobët termik, kështu që sistemet e ngrohjes dhe ventilimit duhet të instalohen për të ndihmuar në ruajtjen e kushteve optimale. Së bashku me ndriçimin shtesë, kjo çon në konsumime të mëdha dhe të paqëndrueshme të energjisë.
"Me këtë hulumtim, shkencëtarët në NCSU kanë gjetur një mënyrë për kultivimin e serrave pa kërkesa të mëdha energjie të lidhura tradicionalisht me të," vazhdoi Ho. "Duke përdorur OSC me veshjet e duhura optike dhe tiparet e projektimit, kultivuesit mund të menaxhojnë transmetimin e dritës, prodhimin e energjisë dhe ngarkesat termike në një serë për produktivitet të lartë në përdorime me energji të ulët.
Përdorimi i veshjeve DBR jo vetëm që ofron një mundësi për të rritur prodhimin e energjisë, por gjithashtu mund të përdoret për të zvogëluar mbinxehjen në serrë. Ne tregojmë se për një serë në Sacramento, California, numri i orëve që serra nxehet mund të reduktohet nga 280 në 82 orë kur përdorni OSC me një DBR të akorduar për të pasqyruar dritën NIR. Ndërsa kjo nuk ka një ndikim të madh në kërkesën për energji, pritet të përmirësojë prodhimin e të korrave.
Së fundmi, përdorimi i elektrodave OSC që mund të funksionojnë edhe si veshje të ulëta ε është treguar se zvogëlon ndjeshëm ngarkesën e ngrohjes të serrës. Kombinimi i ndikimit minimal të vërejtur në produktivitetin e bimëve, së bashku me prodhimin e energjisë dhe përmirësimin e menaxhimit termik me përdorimin e ST-OSC, sugjerojnë që integrimi i OSC-ve me serrat është një strategji premtuese për të arritur bujqësi me bazë të serrës me qëndrueshmëri të lartë mjedisore.
“Kërkohen kërkime të mëtejshme për të zhvilluar OSC të afta për të rritur rendimentin e prodhimit në serra. Por hulumtimi i mbështetur nga NextGen Nano sigurisht sugjeron që integrimi i OSC-ve në kultivimin e serrave është një strategji premtuese për të arritur bujqësi të qëndrueshme dhe me intensitet të lartë të bazuar në serra. "
Përveç mbështetjes për këtë punim, NextGen Nano ka zhvilluar një pajisje OPV të patentuar që mund të përdoret në gjeneratën e ardhshme të energjisë diellore. Kjo teknologji është bërë nga biopolimerë fleksibël, të fortë, miqësorë me Tokën, me qëllim të zëvendësimit të qelizave diellore tradicionale të brishta të bëra nga metale të rënda toksike, si perovskitet e plumbit.
Kërkesat për ndriçim në serë do të varen nga vendndodhja gjeografike dhe prodhimi. Ndërsa marule është treguar të rritet mirë nën ST-OSCs, dihet se është një kulturë tolerante ndaj hijeve.7 Për bimët që kanë kërkesa më të mëdha për ndriçim, mund të nevojiten modele alternative të pajisjeve ST-OSC dhe shtresa aktive. Vendndodhja e serrës gjithashtu do të diktojë rrezatimin diellor ditor që hyn në serrë, si dhe nevojat për ngrohje dhe ftohje të hapësirës. Në këtë pjesë, ne marrim parasysh konsideratat e projektimit të ST-OSC që ndikojnë në prodhimin e të korrave, prodhimin e energjisë elektrike dhe ngarkesën termike të objektit.
Punimi i plotë kërkimor është i arritshëm në Raportet e Qelizave Me Për më shumë informacion mbi zhvillimet e tjera të produktit të NextGen Nano, vizitoni faqen e internetit të kompanisë http://nextgen-nano.co.uk/.