Теплиці, оснащені прозорими сонячними батареями, збирають енергію, поглинаючи лише ці довжини хвиль світла
«Рослини використовують лише кілька довжин хвильсвітла для фотосинтезу, і ідея полягає в тому, щоб створити теплиці, які виробляють енергію з цього невикористаного світла, водночас пропускаючи більшу частину фотосинтетичної смуги світла», — розповідає Брендан О’Коннор, автор дослідження та доцент кафедри машинобудування та аерокосмічної техніки у штаті Північна Кароліна. «Ми можемо зробити це, використовуючи органічні сонячні елементи, тому що вони дозволяють нам налаштовувати спектр світла, який поглинає сонячний елемент, тому ми можемо зосередитися на використанні довжин хвиль світла, які не використовуються рослинами. Однак, досі не було ясно, скільки енергії теплиця могла б зібрати, якби використовувала ці напівпрозорі, селективні хвилі, органічні сонячні елементи».
Дослідники використали обчислювальну модельдля оцінки того, скільки енергії може виробляти теплиця, якщо на даху встановлені напівпрозорі органічні сонячні елементи, і чи буде цієї енергії достатньо, щоб компенсувати кількість енергії, необхідне теплиці для ефективної роботи. Модель була розроблена для оцінки енергоспоживання теплиць, які вирощують помідори в точках Арізони, Північної Кароліни та Вісконсіна.
«Більшість споживання енергії в теплицяхвиходить від опалення та охолодження, тому наша модель була зосереджена на розрахунку енергетичного навантаження, необхідного для підтримки оптимального діапазону температур для зростання томатів», — говорить Коннор.
В Арізоні теплиці можуть стати енергетичнонейтральними, не вимагаючи зовнішнього джерела енергії і при цьому блокуючи тільки 10% фотосинтетичної смуги світла. Однак, якщо виробники хочуть блокувати більше фотосинтетичного світла, вони можуть генерувати вдвічі більше енергії, ніж потрібно для роботи теплиці. У Північній Кароліні теплиця може стати енергетично нейтральної, блокуючи 20% фотосинтетичного світла. У Вісконсині теплиці не могли стати енергетично нейтральними, використовуючи напівпрозорі сонячні елементи - для підтримки теплиці в теплі взимку потрібно занадто багато енергії. Проте, сонячні елементи можуть задовольнити до 46% потреби в теплиці.