研究者は、着色された半透明のソーラーパネルの使用が同時に発電し、栄養価の高い作物を生産し、農家のためのより高い収入の見通しにつながり、農地の使用を最大化できることを実証しました。
この新しいシステムは、農家が投資ポートフォリオを多様化できるようにすることで、市場価格の変動や需要の変化から財政的な保護を提供し、気候の信頼性に関連するリスクを軽減することができます。大規模では、農業生産に影響を与えることなく発電する太陽光発電の供給能力を大幅に高めることができます。
半透明のソーラーパネルが作物と電気を同時に生産するために使用されたのは今回が初めてではなく、アグロフォトロマタイクスと呼ばれる技術です。しかし、新しい適応では、研究者はそれらを通過する可能性のある光の波長(または色)を最大限に活用するためにオレンジ色のパネルを使用しました。
着色されたソーラーパネルは、青色と緑の波長を吸収して発電します。オレンジと赤の波長が通過し、下の植物が成長することを可能にします。標準的な農業システムで栽培された作物は、その総光の半分以下を受け取るが、パネルを通過する色は、その成長に最も適したものです。
「バジルのような価値の高い作物にとって、発電の価値は単に着色されたソーラーパネルからのバイオマス生産の損失を補うだけです。しかし、ほうれん草などの作物が価値が低い場合、これは大きな財政的利点を有する。ケンブリッジ大学生化学学科のパオロ・ボンベリ博士は、この主任研究者は言いました。
通常の成長条件下では、着色された農業PVシステムを使用して生産されるほうれん草と電気の組み合わせ値は、ほうれん草単独で栽培するよりも35%高い。対照的に、この方法で栽培されたバジルの総金銭的利益はわずか2.5%です。計算は現在の市場価格を使用しています:バジルはほうれん草の約5倍で販売しています。生産された電力の価値は、調査を行ったイタリアのナショナルグリッドに販売されると仮定して計算されます。
「我々の計算は、システム全体の財務価値のかなり控えめな見積もりです。実際、農家が家を経営するために国のグリッドから電力を購入すれば、利益は大きくなります」と、カリフォルニア大学のクリストファー・ハウ教授は述べています。ケンブリッジ大学生化学部も研究に参加しました。
この研究は、着色されたソーラーパネルの下で栽培されたバジルが市場性のある収量が15%低く、ほうれん草が通常の成長条件よりも約26%低いことを発見した。しかし、ほうれん草の根は茎や葉よりもはるかに少なく成長します:より少ない光が利用可能であり、植物は光を捕獲するために成長する「バイオソーラーパネル」にエネルギーを注ぎません。
プレートの下で成長したほうれん草とバジルの葉の実験室分析は、両方がより高いタンパク質濃度を有することを示した。研究者たちは、植物が光条件の低下の下で光合成する能力を高めるために追加のタンパク質を産生するかもしれないと考えています。減光に対応するために、ほうれん草は、土壌から葉を持ち上げることによって収穫を容易にする長い茎を生成します。
「農家の視点から見ると、葉っぱの緑が葉っぱが大きければ、売れる植物の食用部分が有益です。タンパク質に対する世界的な需要が増大し続ける中で、植物作物のタンパク質を増やすこともできます コンテンツ技術も非常に有益です。
研究の主著者であるグリニッジ大学のエレノア・トンプソン博士は、「現在、非常に多くの作物が何らかの透明なカバーの下で栽培されているので、色付きのソーラーパネルを使用した追加のエネルギー生産のための土地損失はありません」
すべての緑色の植物は、太陽からの光を光合成を通じて成長を促進する化学エネルギーに変換します。実験は2つの試験作物を用いてイタリアで行った。ほうれん草(スピナシアオレラセア)は冬の作物を表し、それはより少ない日光で成長し、寒い天候を許容します。バジル(オシマムバジルイカム)は、光とより高い温度の多くを必要とする夏の作物を表しています。
研究者たちは現在、システムが他の作物でどれだけうまく機能するか、そして主に赤とオレンジの光の下で成長することが分子レベルの作物にどのような影響を与えるかを確認するために、システムのさらなる試験を議論しています。