Els investigadors han demostrat que l'ús de panells solars tenyits i translúcids pot generar electricitat i produir cultius nutritius simultàniament, donant lloc a majors perspectives d'ingressos per als agricultors i maximitzar l'ús de la terra agrícola.
En permetre als agricultors diversificar les seves carteres d'inversió, aquest nou sistema podria proporcionar protecció financera davant les fluctuacions dels preus del mercat o els canvis en la demanda, i mitigar els riscos associats a la falta de fiabilitat climàtica. A més gran escala, pot augmentar molt la capacitat de subministrament d'energia solar per generar electricitat sense afectar la producció agrícola.
This isn't the first time that semi-transparent solar panels have been used to produce crops and electricity at the same time, a technique known as agrophotovoltaics. But in a novel adaptation, the researchers used orange-tinted panels to make the most of the wavelengths (or colors) of light that might pass through them.
Els panells solars tintats absorbeixen les longituds d'ona blaves i verdes per generar electricitat. Passen longituds d'ona taronja i vermella, permetent que les plantes de sota creixin. Mentre que els cultius cultivats en sistemes de cultiu estàndard reben menys de la meitat de la seva llum total, els colors que travessen els panells són els més adequats per al seu creixement.
"For a high-value crop like basil, the value of electricity generation simply makes up for the loss of biomass production from tinted solar panels. However, when crops such as spinach are of lower value, this has significant financial advantages. This Lead researcher Dr Paolo Bombelli of the University of Cambridge's Department of Biochemistry said.
En condicions de creixement normals, el valor combinat dels espinacs i l'electricitat produïda mitjançant un sistema fotovoltaic agrícola tintat és un 35 per cent més gran que el cultiu d'espinacs sols. En comparació, el benefici financer total de l'alfàbrega cultivada d'aquesta manera és només del 2,5 per cent. El càlcul utilitza els preus actuals del mercat: l'alfàbrega es ven per unes cinc vegades més que els espinacs. El valor de l'electricitat produïda es calcula assumint que es vendrà a la xarxa nacional italiana, que va realitzar l'estudi.
"Our calculations are a fairly conservative estimate of the overall financial value of the system. In fact, if farmers bought electricity from the national grid to run their houses, the benefits would be greater," said Professor Christopher Howe, University of California, USA. The University of Cambridge's Department of Biochemistry also participated in the research.
The study found that basil grown under tinted solar panels had a 15 percent lower marketable yield and spinach about 26 percent lower than normal growing conditions. However, spinach roots grow far less than stems and leaves: less light is available, and the plant puts energy into growing "bio-solar panels" to capture the light.
L'anàlisi de laboratori de fulles d'espinacs i d'alfàbrega cultivades sota les plaques va mostrar que ambdues tenien concentracions de proteïnes més altes. Els investigadors creuen que les plantes poden produir proteïnes addicionals per millorar la seva capacitat de fotosíntesi en condicions de poca llum. Per acomodar la llum reduïda, els espinacs produeixen tiges més llargues que faciliten la collita aixecant les fulles del sòl.
"From a farmer's point of view, it is beneficial if your leafy greens have larger leaves, the edible part of the plant that can be sold. As the global demand for protein continues to grow, it is possible to increase protein in plant crops Content technology would also be very beneficial."
The study's lead author, Dr Eleanor Thompson from the University of Greenwich, said: "With so many crops currently growing under some kind of transparent cover, there is no land loss for additional energy production using coloured solar panels. "
Totes les plantes verdes converteixen la llum del sol en energia química que alimenta el seu creixement mitjançant la fotosíntesi. Els experiments es van dur a terme a Itàlia amb dos cultius de prova. Els espinacs (Spinacia oleracea) representen un cultiu d'hivern: creix amb menys llum solar i tolera el fred. L'alfàbrega (Ocimum basilicum) representa un cultiu d'estiu que requereix molta llum i temperatures més altes.
Actualment, els investigadors estan discutint més proves del sistema per veure com funciona el sistema en altres cultius i com el creixement principalment sota llum vermella i taronja afecta els cultius a nivell molecular.