Kassen uitgerust met transparante zonnepanelen verzamelen energie door alleen die lichtgolven te absorberen
“Planten gebruiken slechts een paar golflengtenlicht voor fotosynthese, en het idee is om kassen te creëren die energie produceren uit dit ongebruikte licht, terwijl ze tegelijkertijd het grootste deel van het fotosynthetische licht doorlaten”, zegt Brendan O'Connor, auteur van het onderzoek en assistent-professor werktuigbouwkunde en in lucht- en ruimtevaarttechniek aan de staat North Carolina. “We kunnen dit doen met behulp van organische zonnecellen, omdat we daarmee het lichtspectrum dat de zonnecel absorbeert kunnen afstemmen, zodat we ons kunnen concentreren op het gebruik van golflengten van licht die niet door planten worden gebruikt. Tot nu toe was het echter niet duidelijk hoeveel energie een kas zou kunnen oogsten als deze gebruik zou maken van deze doorschijnende, golflengteselectieve, organische zonnecellen.”
De onderzoekers gebruikten een computationeel modelom te schatten hoeveel energie een kas kan produceren als er doorschijnende organische zonnecellen op het dak zijn geïnstalleerd, en of die energie voldoende zal zijn om de hoeveelheid energie te compenseren die de kas nodig heeft om efficiënt te functioneren. Het model is ontwikkeld om het energieverbruik van tomatenkassen op locaties in Arizona, North Carolina en Wisconsin te schatten.
“Het grootste deel van het energieverbruik in kassenkomt van verwarming en koeling, dus ons model concentreerde zich op het berekenen van de energiebelasting die nodig is om het optimale temperatuurbereik voor de tomatengroei te behouden”, zegt O'Connor.
In Arizona kunnen kassen energetisch wordenneutraal, zonder een externe energiebron te vereisen en tegelijkertijd slechts 10% van de fotosynthetische strook licht te blokkeren. Als fabrikanten echter meer fotosynthetisch licht willen blokkeren, kunnen ze twee keer zoveel energie genereren als de kas nodig heeft. In North Carolina kan een kas energetisch neutraal worden en 20% van het fotosynthetisch licht blokkeren. In Wisconsin konden kassen niet energetisch neutraal worden met behulp van doorschijnende zonnecellen - er is teveel energie nodig om de kas in de winter warm te houden. Zonnecellen kunnen echter tot 46% van de kasbehoefte voldoen.