Znanstvenici su razvili poluprozirne, ružičaste solarne panele koji istodobno proizvode struju i propuštaju svjetlost nužnu za rast biljaka, piše Science Alert. Tim sa švedskog Sveučilišta Mälardalen, koji je vodila Silvia Ma Lu, testirao je prototip na usjevima brokule, a rezultate je objavio u časopisu Cell Reports Physical Science.
Koncept se temelji na ideji da su biljke prirodni solarni paneli koji za fotosintezu koriste prvenstveno crveni i plavi dio svjetlosnog spektra. Novi paneli dizajnirani su tako da upravo te valne duljine propuštaju do usjeva, dok ostatak svjetlosti koriste za proizvodnju električne energije.
"Osnovni je koncept prilično jednostavan. Solarni paneli koriste dio sunčeve svjetlosti za stvaranje obnovljive energije, a istodobno dopuštaju da dio svjetlosti prođe do usjeva koji rastu ispod njih", pojasnila je Ma Lu. Smatra da se na taj način sunčeva svjetlost može iskoristiti učinkovitije, tako da se različiti dijelovi spektra dodijele različitim funkcijama - rastu biljaka i proizvodnji struje.
Eksperiment s brokulom
Za testiranje je odabrana brokula jer pripada istoj vrsti kao i kupus, cvjetača, kelj i prokulice, pa se pretpostavlja da bi se rezultati mogli primijeniti i na te kulture. Istraživači su postavili tri parcele od 20 četvornih metara. Na jednoj je brokula rasla na izravnom suncu kao kontrolna skupina. Na druge dvije parcele biljke su uzgajane ispod ružičastih panela, pri čemu je jedan set panela imao 50-postotnu prozirnost, a drugi 70-postotnu.
Paneli koji su korišteni u eksperimentu prototip su čija ružičasta boja filtrira zeleni dio spektra. Međutim, u ovoj fazi solarna ćelija tu energiju zelene svjetlosti zapravo ne prikuplja, što sugerira da ima prostora za daljnji razvoj tehnologije.
Usporavanje rasta, ali veća učinkovitost
Sve biljke na kraju su imale podjednak prinos, no onima koje su rasle ispod panela trebalo je 25 dana više da dostignu zrelost za berbu. Budući da su primale znatno manje svjetlosti, to znači da su je koristile učinkovitije: 4,5 puta učinkovitije ispod gušćih panela i 2,8 puta učinkovitije ispod prozirnijih panela.
"Jedno od najzanimljivijih otkrića jest koliko su slični bili rezultati uzgoja brokule pod oba sustava panela, iako su imali različite razine prozirnosti", izjavila je Ma Lu. Dodala je da su nalazi specifični za uvjete eksperimenta i da ih treba potvrditi dodatnim testiranjima kroz više sezona uzgoja.
Dizajn panela i uloga boje
Svjetlost kroz panele ne prolazi samo zbog ružičastog stakla, već i zbog njihove konstrukcije. Aktivna komponenta, neprozirni kadmijev telurid (CdTe), ugrađena je u obliku traka. Gušći raspored traka znači veću proizvodnju struje, ali i manje svjetlosti za biljke.
Istraživanje je otkrilo i zanimljiv detalj: ružičasta boja nije nužna. Paneli su izvorno bili namijenjeni za arhitektonske svrhe, a u ovom su eksperimentu korišteni jer su bili komercijalno dostupni. Filtar propušta crvenu i plavu svjetlost, ključne za biljke, ali nije posve jasno je li na rast brokule utjecala filtrirana svjetlost, smanjena količina svjetlosti općenito ili efekt staklenika koji stvara staklena površina. Za konačne odgovore bit će potrebna daljnja istraživanja.
Ekonomska računica i buduća primjena
Ma Lu smatra da bi ovakvi paneli u sadašnjem obliku mogli biti korisni za manje primjene, poput zajedničkih vrtova ili integracije u krovove staklenika. Za široku komercijalnu upotrebu na velikim poljoprivrednim površinama put je još dug.
Tijekom razdoblja uzgoja, ružičasti paneli proizveli su oko 224,7 MWh električne energije po hektaru. To je otprilike 100 MWh manje od konvencionalnih solarnih panela. Ramesh Rayudu, stručnjak za inženjerstvo energetskih sustava koji nije sudjelovao u studiji, napravio je računicu.
"Ovisno o vrijednosti struje i cijeni brokule, taj gubitak u proizvodnji struje zahtijevao bi urod od dodatnih 1,2 do 3,2 tone brokule po hektaru kako bi ga se nadoknadilo", rekao je Rayudu. Zaključio je da ključno pitanje ostaje donosi li dodatna poljoprivredna vrijednost dovoljno koristi da opravda manju proizvodnju električne energije.