Siltumnīcas, kas aprīkotas ar caurspīdīgiem saules paneļiem, savāc enerģiju, absorbējot tikai tos gaismas viļņus
"Augi izmanto tikai dažus viļņu garumusgaisma fotosintēzei, un ideja ir izveidot siltumnīcas, kas ražo enerģiju no šīs neizmantotās gaismas, tajā pašā laikā ļaujot lielākajai daļai fotosintētiskās gaismas iziet cauri,” stāsta Brendans O'Konors, pētījuma autors un mašīnbūves un mašīnbūves docents. aviācijas inženierijā Ziemeļkarolīnas štatā. "Mēs to varam izdarīt, izmantojot organiskās saules baterijas, jo tās ļauj mums noregulēt gaismas spektru, ko saules baterija absorbē, lai mēs varētu koncentrēties uz tādu gaismas viļņu garumu, kurus augi neizmanto. Tomēr līdz šim nebija skaidrs, cik daudz enerģijas siltumnīca varētu novākt, ja tā izmantotu šīs caurspīdīgās, viļņa garuma selektīvās organiskās saules baterijas.
Pētnieki izmantoja skaitļošanas modelinovērtēt, cik daudz enerģijas siltumnīca var saražot, ja uz tās jumta ir uzstādītas caurspīdīgas organiskās saules baterijas, un vai ar šo enerģiju pietiks, lai kompensētu siltumnīcas efektīvai darbībai nepieciešamo enerģijas daudzumu. Modelis tika izstrādāts, lai novērtētu tomātu siltumnīcu enerģijas patēriņu vietās Arizonā, Ziemeļkarolīnā un Viskonsīnā.
“Lielākā daļa enerģijas patēriņa siltumnīcāsnāk no apkures un dzesēšanas, tāpēc mūsu modelis koncentrējās uz enerģijas slodzes aprēķināšanu, kas nepieciešama, lai uzturētu optimālo temperatūras diapazonu tomātu augšanai,” saka O'Konors.
Arizonā siltumnīcas var kļūt enerģētiskasneitrāla, neprasa ārēju enerģijas avotu un tajā pašā laikā bloķē tikai 10% gaismas fotosintētiskās sloksnes. Tomēr, ja ražotāji vēlas bloķēt vairāk fotosintētiskas gaismas, viņi var radīt divreiz vairāk enerģijas, nekā nepieciešams siltumnīcai. Ziemeļkarolīnā siltumnīca var kļūt enerģētiski neitrāla, bloķējot 20% fotosintētiskās gaismas. Viskonsīnā siltumnīcas nevarēja kļūt enerģētiski neitrālas, izmantojot caurspīdīgas saules baterijas - ir nepieciešams pārāk daudz enerģijas, lai siltumnīca ziemā būtu silta. Tomēr saules baterijas var apmierināt līdz 46% no siltumnīcas vajadzībām.