Μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής το Triangle Research and Development Center (TRDC) στο Ισραήλ διερεύνησαν τη σκοπιμότητα ενσωμάτωσης φωτοβολταϊκών σε θερμοκήπια για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς να βλάπτουν τις καλλιέργειες αγγουριού. Τα ευρήματά τους, που δημοσιεύονται στο περιοδικό «Biosystems Engineering», προσφέρουν συναρπαστικές δυνατότητες για την αγροβολταϊκή, μια πρακτική που συνδυάζει τη γεωργία και την παραγωγή ηλιακής ενέργειας, σύμφωνα με το περιοδικό pv.
Η μελέτη συνέκρινε τρεις τύπους ημι-διαφανών φωτοβολταϊκών τεχνολογιών που εγκαταστάθηκαν μέσα σε ένα θερμοκήπιο σε σχέση με ένα θερμοκήπιο αναφοράς χωρίς φωτοβολταϊκά. Οι ερευνητές συνέκριναν επίσης την απόδοση αυτών των πάνελ μέσα στο θερμοκήπιο με συμβατικά τοποθετημένα έξω.
Το πείραμα περιελάμβανε τρεις φωτοβολταϊκές διαμορφώσεις: διφασικά πάνελ από γυαλί και πάνελ με πλαστική ενθυλάκωση με απόδοση 22,5% και ημιδιαφανή οργανικά φωτοβολταϊκά (OPV) με χαμηλότερη απόδοση 4%. Κάθε θερμοκήπιο φιλοξενούσε 400 φυτά αγγουριού και λάμβανε πανομοιότυπο πότισμα.
Η μελέτη επικεντρώθηκε στη μετάδοση του φωτός, την ανάπτυξη των φυτών και την απόδοση των φωτοβολταϊκών μονάδων. Οι ερευνητές υπογράμμισαν το πιθανό όφελος του καλύμματος του θερμοκηπίου από πολυαιθυλένιο στη διάχυση του φωτός και την ενίσχυση της απόδοσης των διμερών φωτοβολταϊκών μονάδων, τονίζοντας τη σημασία του τακτικού καθαρισμού για βέλτιστα αποτελέσματα.
Η ανάλυση της ανάπτυξης των φυτών περιλάμβανε την παρακολούθηση του ύψους, του μήκους των μεσογονάτιων κόμβων και της διαμέτρου του στελέχους. Είναι ενδιαφέρον ότι η μελέτη διαπίστωσε «σημαντικές» διαφορές στο ύψος των φυτών ανάλογα με τη φωτοβολταϊκή τεχνολογία και το πλαστικό της στέγης. Τα φυτά κάτω από τα OPV και τις πλαστικές μονάδες μεγάλωσαν μεγαλύτερα, πιθανώς λόγω καλύτερης προσαρμογής για τη δέσμευση του φωτός σε σκιασμένες περιοχές.
Ενώ τόσο οι πλαστικές όσο και οι γυάλινες μονάδες πυριτίου είχαν κάποια διαφάνεια και οι OPV είχαν ημιδιαφανές υλικό, το επίπεδο της διαπερατότητας του φωτός απαιτεί περαιτέρω βελτιστοποίηση για την καλύτερη δυνατή προσαρμογή στις συγκεκριμένες ανάγκες των θερμοκηπίων και των καλλιεργειών.
Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν ότι οι τεχνολογίες OPV, πλαστικού και γυαλιού πέτυχαν πραγματικές αποδόσεις 2,8%, 11,6% και 16,7% αντίστοιχα. Οι φωτοβολταϊκές μονάδες πυριτίου με ενθυλάκωση γυαλιού παρείχαν την υψηλότερη ηλεκτρική απόδοση, αλλά είχαν ως κόστος ένα φάσμα φωτός λιγότερο ευνοϊκό για την ανάπτυξη των φυτών.
Ωστόσο, υπήρχε και μια χρυσή τομή. Παρά τη χαμηλότερη απόδοση, οι μονάδες OPV απέδωσαν καρπούς με υψηλότερο μέσο βάρος, γεγονός που υποδηλώνει ότι η διαπερατότητα του φωτός τους μπορεί να είναι περισσότερο ευθυγραμμισμένη με την αποτελεσματική ανάπτυξη των φυτών.
Ενώ η μελέτη ευνοεί επί του παρόντος τις μονάδες με υαλοκεφαλή για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, το δυναμικό των προηγμένων OPVs με φάσματα φωτός προσαρμοσμένα για την ανάπτυξη των φυτών παραμένει μια πολλά υποσχόμενη οδός για τη μελλοντική ενσωμάτωση των θερμοκηπίων, ιδίως καθώς βελτιώνεται η απόδοση των OPVs.
Οι ερευνητές προσβλέπουν στη διερεύνηση της χρήσης ειδικά κατασκευασμένων φωτοβολταϊκών μονάδων, αποδοτικότερων υλικών θερμοκηπίων και καινοτόμων σχεδίων για τη βελτιστοποίηση της κατανομής του φωτός εντός των θερμοκηπίων, ανοίγοντας το δρόμο για ένα μέλλον όπου τα φωτοβολταϊκά και η γεωργία μπορούν να συνυπάρχουν αρμονικά.
