Le serre dotate di pannelli solari trasparenti raccolgono energia assorbendo solo quelle onde di luce
“Le piante utilizzano solo poche lunghezze d’ondaluce per la fotosintesi, e l'idea è quella di creare serre che producano energia da questa luce inutilizzata, consentendo allo stesso tempo il passaggio della maggior parte della luce fotosintetica", afferma Brendan O'Connor, autore dello studio e assistente professore di ingegneria meccanica e in Ingegneria Aerospaziale presso lo Stato della Carolina del Nord. “Possiamo farlo utilizzando le celle solari organiche perché ci consentono di regolare lo spettro della luce che la cella solare assorbe, così possiamo concentrarci sull’utilizzo di lunghezze d’onda della luce che non vengono utilizzate dalle piante. Tuttavia, fino ad ora non era chiaro quanta energia una serra avrebbe potuto raccogliere se avesse utilizzato queste celle solari organiche traslucide, con lunghezza d’onda selettiva”.
I ricercatori hanno utilizzato un modello computazionaleper stimare quanta energia può produrre una serra se sul tetto sono installate celle solari organiche traslucide e se tale energia sarà sufficiente a compensare la quantità di energia di cui la serra ha bisogno per funzionare in modo efficiente. Il modello è stato sviluppato per stimare il consumo energetico delle serre di pomodoro in località dell’Arizona, della Carolina del Nord e del Wisconsin.
“La maggior parte del consumo energetico è nelle serreproviene dal riscaldamento e dal raffreddamento, quindi il nostro modello si è concentrato sul calcolo del carico energetico necessario per mantenere l'intervallo di temperatura ottimale per la crescita del pomodoro", afferma O'Connor.
In Arizona, le serre possono diventare energicamenteneutro, senza richiedere una fonte di energia esterna e allo stesso tempo bloccando solo il 10% della striscia di luce fotosintetica. Tuttavia, se i produttori vogliono bloccare più luce fotosintetica, possono generare il doppio dell'energia di cui le serre hanno bisogno. Nella Carolina del Nord, una serra può diventare energicamente neutra, bloccando il 20% della luce fotosintetica. Nel Wisconsin, le serre non potevano diventare energicamente neutre usando celle solari traslucide - è necessaria troppa energia per mantenere calda la serra in inverno. Tuttavia, le celle solari possono soddisfare fino al 46% del fabbisogno di serra.