Θερμοκήπια εξοπλισμένα με διαφανή ηλιακά πάνελ συλλέγουν ενέργεια απορροφώντας μόνο αυτά τα κύματα φωτός
«Τα φυτά χρησιμοποιούν μόνο λίγα μήκη κύματοςφως για τη φωτοσύνθεση και η ιδέα είναι να δημιουργηθούν θερμοκήπια που παράγουν ενέργεια από αυτό το αχρησιμοποίητο φως, ενώ ταυτόχρονα επιτρέπουν στο μεγαλύτερο μέρος του φωτοσυνθετικού φωτός να περάσει», λέει ο Brendan O'Connor, συγγραφέας της μελέτης και επίκουρος καθηγητής μηχανολογίας και στην Αεροδιαστημική Μηχανική στην Πολιτεία της Βόρειας Καρολίνας. «Μπορούμε να το κάνουμε αυτό χρησιμοποιώντας οργανικά ηλιακά κύτταρα επειδή μας επιτρέπουν να συντονίσουμε το φάσμα του φωτός που απορροφά το ηλιακό κύτταρο – έτσι μπορούμε να επικεντρωθούμε στη χρήση μηκών κύματος φωτός που δεν χρησιμοποιούνται από τα φυτά. Ωστόσο, μέχρι τώρα δεν ήταν ξεκάθαρο πόση ενέργεια θα μπορούσε να συλλέξει ένα θερμοκήπιο εάν χρησιμοποιούσε αυτά τα ημιδιαφανή, επιλεκτικά σε μήκος κύματος, οργανικά ηλιακά κύτταρα».
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα υπολογιστικό μοντέλονα εκτιμήσει πόση ενέργεια μπορεί να παράγει ένα θερμοκήπιο εάν εγκατασταθούν ημιδιαφανή οργανικά ηλιακά κύτταρα στην οροφή του και αν αυτή η ενέργεια θα είναι αρκετή για να αντισταθμίσει την ποσότητα ενέργειας που χρειάζεται το θερμοκήπιο για να λειτουργεί αποτελεσματικά. Το μοντέλο αναπτύχθηκε για να εκτιμήσει την κατανάλωση ενέργειας των θερμοκηπίων τομάτας σε τοποθεσίες στην Αριζόνα, τη Βόρεια Καρολίνα και το Ουισκόνσιν.
«Το μεγαλύτερο μέρος της κατανάλωσης ενέργειας στα θερμοκήπιαπροέρχεται από τη θέρμανση και την ψύξη, επομένως το μοντέλο μας επικεντρώθηκε στον υπολογισμό του ενεργειακού φορτίου που απαιτείται για τη διατήρηση του βέλτιστου εύρους θερμοκρασίας για την ανάπτυξη της τομάτας», λέει ο O'Connor.
Στην Αριζόνα, τα θερμοκήπια μπορούν να γίνουν ενεργητικάουδέτερο, χωρίς να απαιτείται εξωτερική πηγή ενέργειας και ταυτόχρονα να εμποδίζει μόνο το 10% της φωτοσυνθετικής λωρίδας φωτός. Ωστόσο, αν οι κατασκευαστές θέλουν να μπλοκάρουν περισσότερο φωτοσυνθετικό φως, μπορούν να παράγουν διπλάσια ποσότητα ενέργειας από τις ανάγκες του θερμοκηπίου. Στη Βόρεια Καρολίνα, ένα θερμοκήπιο μπορεί να γίνει ενεργητικά ουδέτερο, εμποδίζοντας το 20% του φωτοσυνθετικού φωτός. Στο Ουισκόνσιν, τα θερμοκήπια δεν θα μπορούσαν να γίνουν ενεργειακά ουδέτερα χρησιμοποιώντας ημιδιαφανείς ηλιακές κυψέλες - απαιτείται πάρα πολύ ενέργεια για να διατηρηθεί το θερμοκήπιο ζεστό το χειμώνα. Ωστόσο, τα ηλιακά κύτταρα μπορούν να ικανοποιήσουν έως και το 46% της απαίτησης για θερμοκήπιο.