Szklarnie wyposażone w przezroczyste panele słoneczne gromadzą energię, pochłaniając tylko te fale światła
„Rośliny wykorzystują tylko kilka długości falświatło do fotosyntezy, a pomysł polega na stworzeniu szklarni, które produkują energię z tego niewykorzystanego światła, jednocześnie przepuszczając większość światła fotosyntetycznego” – mówi Brendan O'Connor, autor badania i adiunkt inżynierii mechanicznej i w inżynierii lotniczej w stanie Karolina Północna. „Możemy to zrobić za pomocą organicznych ogniw słonecznych, ponieważ pozwalają nam dostroić widmo światła pochłanianego przez ogniwo słoneczne, dzięki czemu możemy skupić się na wykorzystaniu długości fal światła, które nie są wykorzystywane przez rośliny. Jednak do tej pory nie było jasne, ile energii mogłaby zebrać szklarnia, gdyby zastosowała te półprzezroczyste, organiczne ogniwa słoneczne selektywne pod względem długości fali”.
Naukowcy zastosowali model obliczeniowyoszacować, ile energii może wyprodukować szklarnia, jeśli na jej dachu zainstalowano półprzezroczyste organiczne ogniwa słoneczne, i czy ta energia wystarczy, aby zrównoważyć ilość energii potrzebną szklarni do wydajnego działania. Model opracowano w celu oszacowania zużycia energii w szklarniach pomidorów w lokalizacjach w Arizonie, Karolinie Północnej i Wisconsin.
„Większość zużycia energii w szklarniachpochodzi z ogrzewania i chłodzenia, dlatego w naszym modelu skupiliśmy się na obliczeniu obciążenia energią wymaganą do utrzymania optymalnego zakresu temperatur do wzrostu pomidorów” – mówi O'Connor.
W Arizonie szklarnie mogą stać się energetycznieneutralny, nie wymagający zewnętrznego źródła energii i jednocześnie blokujący tylko 10% fotosyntetycznego paska światła. Jeśli jednak producenci chcą zablokować więcej światła fotosyntetycznego, mogą wytworzyć dwa razy więcej energii, niż potrzebuje szklarnia. W Karolinie Północnej szklarnia może stać się energetycznie neutralna, blokując 20% światła fotosyntetycznego. W Wisconsin szklarnie nie mogły stać się neutralne energetycznie za pomocą półprzezroczystych ogniw słonecznych - potrzeba zbyt dużo energii, aby utrzymać ciepło w szklarni zimą. Jednak ogniwa słoneczne mogą zaspokoić do 46% zapotrzebowania na szklarnię.