Điện mặt trời trên nhà kính thông minh là một loại hệ thống năng lượng mặt trời mới có thể làm nhiệm vụ kép trên các mái nhà kính, bằng cách không chỉ tạo ra điện tái tạo mà còn bằng cách sử dụng thuốc nhuộm thay đổi ánh sáng. Điều này giúp tối ưu hóa quá trình quang hợp của các cây trồng bên dưới chúng.
Thông thường, việc đặt các tấm pin mặt trời trên mái nhà kính sẽ không phải là một ý tưởng khả quan, vì các tấm pin sẽ ngăn tia nắng mặt trời chiếu vào cây trồng. Nhưng một công ty sản xuất từ UC Santa Cruz đã phát triển một công nghệ mới cho phép ánh sáng mặt trời thông qua, đồng thời thay đổi màu sắc của nó để tăng cường sự phát triển và sức khỏe của cây trồng.
Và một nghiên cứu gần đây xác nhận rằng các tấm pin mặt trời LUMO của Soliculture, được cho là tạo ra điện hiệu quả và với chi phí thấp hơn so với các hệ thống quang điện thông thường, không ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển của cây trồng và trên thực tế có tác dụng tăng năng suất ở một số cây trồng và giảm lượng nước sử dụng.
Điện mặt trời trên nhà kính thông minh
Các tấm Soliculture LUMO là hệ thống quang điện chọn lọc theo bước sóng (WSPV) có các dải quang điện hẹp được nhúng trong thuốc nhuộm phát quang màu đỏ tươi. Chúng có thể hấp thụ một số bước sóng xanh lam và xanh lục của ánh sáng mặt trời trong khi chuyển đổi một số ánh sáng xanh lục thành ánh sáng đỏ , mà có hiệu quả cao nhất cho quá trình quang hợp ở thực vật.
Một lợi thế khác của WSPV là chi phí thấp hơn, được cho là khoảng 65 cent / watt, hoặc thấp hơn 40% so với các tấm pin mặt trời thông thường.
Michael Loik, một giáo sư nghiên cứu về môi trường tại UC Santa Cruz, gần đây đã xuất bản một bài báo trên tạp chí Earth’s Future xem xét các tác động lên sinh lý thực vật từ việc sử dụng WSPV và kết luận rằng công nghệ sẽ giúp tạo điều kiện phát triển các nhà kính thông minh nhằm tối đa hóa hiệu quả sử dụng năng lượng và nước trong khi trồng thực phẩm.
Theo Loik, hầu hết 80% cây trồng đầu tiên được trồng trong nhà kính năng lượng mặt trời màu đỏ tươi hoàn toàn không bị ảnh hưởng bởi ánh sáng chuyển đổi quang phổ của các tấm pin, trong khi 20% phát triển tốt hơn.
Một nhóm do Loik dẫn đầu đã theo dõi cả tốc độ quang hợp và sản xuất trái cây ở 20 giống cây, bao gồm cà chua, dưa leo, dâu tây, ớt, húng quế, chanh được trồng ở ba địa điểm dưới mái nhà kính màu đỏ tươi, và trong khi chúng không thể xác định lý do tại sao 20% số cây phát triển mạnh mẽ hơn, họ cũng ghi nhận rằng cây cà chua tiết kiệm được 5% lượng nước sử dụng.
Tại sao đặt năng lượng mặt trời trên nhà kính?
Các nhà kính mặc dù hầu hết dựa vào ánh sáng mặt trời để phát triển cây trồng bên trong, cũng sử dụng rất nhiều điện để chạy quạt, cảm biến và thiết bị giám sát, kiểm soát khí hậu (nhiệt, thông gió) và đèn chiếu sáng, và với việc sản xuất nhà kính ngày càng tăng do 6 trong 20 năm qua, nhu cầu năng lượng toàn cầu cho nhà kính cũng đang tăng với tốc độ nhanh chóng.
Theo Loik, với các hệ thống như hệ thống này trên khắp thế giới, nó có thể giúp làm cho các nhà kính tự duy trì và công nghệ này có tiềm năng đưa các nhà kính vào ngoại tuyến.
Theo trang web Soliculture, LUMO là bộ thu năng lượng mặt trời phát quang (LSC) thương mại đầu tiên được sản xuất hàng loạt. Các nhà kính với công nghệ được lắp đặt và đã tạo ra năng lượng quốc tế trong hơn 4 năm. Thời gian hoàn vốn được cho là từ 3 đến 7 năm, với tuổi thọ phát điện hơn 20 năm, có thể tiết kiệm 20-30% chi phí vốn khi so sánh với nhà kính thông thường.