Gewächshäuser mit transparenten Sonnenkollektoren versorgen sich selbst mit Strom

Gewächshäuser, die mit transparenten Sonnenkollektoren ausgestattet sind, gewinnen Energie, indem sie nur diese Wellenlängen des Lichts absorbieren

deren Länge von Pflanzen für den Prozess der Photosynthese nicht benötigt wird.

„Pflanzen nutzen nur wenige WellenlängenLicht für die Photosynthese, und die Idee besteht darin, Gewächshäuser zu schaffen, die aus diesem ungenutzten Licht Energie erzeugen und gleichzeitig den größten Teil des photosynthetischen Lichts durchlassen“, sagt Brendan O'Connor, Studienautor und Assistenzprofessor für Maschinenbau und in Luft- und Raumfahrttechnik an der North Carolina State. „Wir können dies mit organischen Solarzellen erreichen, weil sie es uns ermöglichen, das Lichtspektrum, das die Solarzelle absorbiert, abzustimmen – so können wir uns auf die Nutzung von Lichtwellenlängen konzentrieren, die von Pflanzen nicht genutzt werden.“ Bisher war jedoch nicht klar, wie viel Energie ein Gewächshaus mit diesen lichtdurchlässigen, wellenlängenselektiven organischen Solarzellen gewinnen könnte.“

Die Forscher verwendeten ein Rechenmodellum abzuschätzen, wie viel Energie ein Gewächshaus produzieren kann, wenn auf seinem Dach lichtdurchlässige organische Solarzellen installiert sind, und ob diese Energie ausreicht, um die Energiemenge auszugleichen, die das Gewächshaus für einen effizienten Betrieb benötigt. Das Modell wurde entwickelt, um den Energieverbrauch von Tomatengewächshäusern an Standorten in Arizona, North Carolina und Wisconsin abzuschätzen.

„Der Großteil des Energieverbrauchs entfällt auf Gewächshäuserkommt vom Heizen und Kühlen, daher konzentrierte sich unser Modell auf die Berechnung der Energiebelastung, die erforderlich ist, um den optimalen Temperaturbereich für das Tomatenwachstum aufrechtzuerhalten“, sagt O'Connor.

In Arizona können Gewächshäuser energetisch werdenneutral, ohne dass eine externe Energiequelle erforderlich ist und gleichzeitig nur 10% des photosynthetischen Lichtstreifens blockiert werden. Wenn Hersteller jedoch mehr photosynthetisches Licht blockieren möchten, können sie doppelt so viel Energie erzeugen, wie das Gewächshaus benötigt. In North Carolina kann ein Gewächshaus energetisch neutral werden und 20% des photosynthetischen Lichts blockieren. In Wisconsin konnten Gewächshäuser mit durchscheinenden Solarzellen nicht energetisch neutral werden - zu viel Energie wird benötigt, um das Gewächshaus im Winter warm zu halten. Solarzellen können jedoch bis zu 46% des Treibhausbedarfs decken.