Yeni nesil seralar tamamen güneş enerjili olabilir!

Yeni nesil seralar tamamen güneş enerjili olabilir

 Yeni nesil seralar tamamen güneş enerjili olabilir!

Birçok sera, enerjiyi toplamak için şeffaf güneş panelleri kullanarak enerji nötr hale gelebilir - öncelikle bitkilerin fotosentez için kullanmadığı ışık dalga boylarından. Bunlar, North Carolina State Üniversitesi'nde mühendislik, bitki biyolojisi ve fizik araştırmacıları tarafından yürütülen yeni bir modelleme çalışmasının bulgularıdır.

Çalışmanın ilgili yazarı Brendan O'Connor, "Bitkiler fotosentez için sadece bazı dalga boylarında ışık kullanıyorlar ve fikir, kullanılmayan ışıktan enerji üreten seralar oluşturmak ve fotosentetik ışık bandının çoğunun geçmesine izin vermek" diyor. ve NC State'de makine ve uzay mühendisliği doçentidir. "Bunu organik güneş pilleri kullanarak yapabiliyoruz , çünkü güneş pilinin emdiği ışık spektrumunu ayarlamamıza izin veriyorlar - böylece bitkilerin kullanmadığı çoğunlukla dalga boylarındaki ışıklara odaklanabiliyoruz . Ancak, şimdi bu yarı saydam, dalga boyu seçici, organik güneş hücrelerini kullanıyorsa bir seranın ne kadar enerji yakalayabileceği açık değildi. "

Bu soruyu ele almak için araştırmacılar, bir serada çatısında yarı saydam organik güneş pilleri varsa ne kadar enerji üretebileceğini ve bunun, seranın etkin bir şekilde çalışması için gereken enerji miktarını dengelemek için yeterli enerji olup olmadığını tahmin etmek için bir hesaplama modeli kullandılar . Model, Arizona, Kuzey Carolina ve Wisconsin'deki yerlerde domates yetiştiren seralar için enerji kullanımını tahmin etmek için geliştirildi.

"Bir çok enerji kullanımı seralarda ısıtma ve soğutma geliyor, bu yüzden bizim modeli büyümesi domates için optimal sıcaklık aralığını korumak için gereken enerji yükü hesaplanırken odaklanmış," O'Connor diyor. "Model ayrıca, güneş pilleri çatısına yerleştirildiğinde her yerde bir seranın üreteceği enerji miktarını hesapladı."

Modelleme karmaşıktır, çünkü güneş pillerinin ürettiği güç miktarı ile fotosentetik banttaki geçmesine izin verdikleri ışık miktarı arasında karmaşık bir denge vardır. Temel olarak, eğer yetiştiriciler daha fazla miktarda fotosentetik büyümeyi feda etmek istiyorlarsa, daha fazla güç üretebilirler.

Dahası, bu analiz için kullanılan güneş pilleri etkili yalıtkanlardır, çünkü kızılötesi ışığı yansıtırlar. Bu, kışın daha fazla sıcaklığı yakalarken, seraların yaz aylarında daha serin kalmasına yardımcı olur.

Sonuç, birçok sera işletmecisi için değiş tokuşun küçük olabileceğidir. Özellikle sıcak veya ılıman iklimlerde seralar için.

Örneğin, Arizona'da, seralar enerji nötr hale gelebilir - dış güç kaynağı gerektirmez - fotosentetik ışık bandının sadece% 10'unu engeller. Ancak, yetiştiriciler daha fazla fotosentetik ışığı engellemeye istekliyse, seranın işletilmesi için gerekli olan enerjinin iki katı kadar enerji üretebilirler. Kuzey Carolina'da bir sera fotosentetik ışığın% 20'sini bloke ederken enerji açısından nötr hale gelebilir. Wisconsin'de, seralar yarı saydam güneş pilleri kullanarak enerji açısından nötr olamazdı; serayı kışın sıcak tutmak çok fazla enerji gerektirir. Ancak, güneş hücreleri% 46'sına buluşabiliriz sera 'ın enerji talebinin.

O'Connor, "Teknoloji, bazı hafif bitkilerin güvenmesine rağmen, bitkinin büyümesi üzerindeki etkinin ihmal edilebileceğini ve değiş tokuşun yetiştiriciler için finansal mantıklı olacağını düşünüyoruz" diyor.

"Yarı Saydam Organik Güneş Hücrelerini Bütünleştirerek Net Sıfır Enerji Seralarına Ulaşma" makalesi Joule dergisinde yayınlandı .