Τα ηλιακά θερμοκήπια παράγουν ηλεκτρική ενέργεια και καλλιέργειες ταυτόχρονα

Οι πρώτες καλλιέργειες ντοματών και αγγουριών που καλλιεργούνται σε ηλιακά θερμοκήπια που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια είναι τόσο υγιείς όσο εκείνες που καλλιεργούνται σε συμβατικά θερμοκήπια, σηματοδοτώντας ότι τα «έξυπνα» θερμοκήπια δίνουν μεγάλη υπόσχεση για τη γεωργία διπλής χρήσης και την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές.

“Έχουμε αποδείξει ότι τα «έξυπνα θερμοκήπια» μπορούν να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια χωρίς να μειώσουν την ανάπτυξη των φυτών, κάτι που είναι πολύ συναρπαστικό», δήλωσε ο Michael Loik, καθηγητής περιβαλλοντικών μελετών στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας της Santa Cruz. εμφανίζεται στο τρέχον τεύχος του περιοδικού “Η Γη του μέλλοντος της Αμερικανικής Γεωφυσικής Ένωσης ” .

Τα ηλιακά θερμοκήπια που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιούν τα επιλεκτικά φωτοβολταϊκά συστήματα Wavelength-Selective Photovoltaic Systems (WSPVs), μια νέα τεχνολογία που παράγει ηλεκτρική ενέργεια πιο αποδοτικά και με μικρότερο κόστος από τα παραδοσιακά φωτοβολταϊκά συστήματα. Αυτά τα θερμοκήπια είναι εξοπλισμένα με διαφανή πάνελ οροφής ενσωματωμένα με πλήρη αρτιότητα με γνώμονα να απορροφούν αποδοτικότερα το ηλιακό φως και να μεταφέρει την ενέργεια σε στενές φωτοβολταϊκές ταινίες όπου παράγεται ηλεκτρισμός. Τα WSPV απορροφούν μερικά από τα μπλε και πράσινα μήκη κύματος του φωτός, αλλά αφήνουν τα υπόλοιπα, επιτρέποντας στα φυτά να αναπτυχθούν. Η τεχνολογία WSPV αναπτύχθηκε από τους συνεργάτες Sue Carter και Glenn Alers, καθηγητές φυσικής στο UC Santa Cruz, οι οποίοι ίδρυσαν το Soliculture το 2012 με σκοπό να φέρουν την παρούσα τεχνολογία στην αγορά.

Η ομάδα του Loik παρακολούθησε τη φωτοσύνθεση και την παραγωγή φρούτων σε 20 ποικιλίες ντομάτας, αγγουριών, λεμονιών, πιπεριών, φράουλας και βασιλικού που καλλιεργούνται σε γυάλινα θερμοκήπια σε δύο περιοχές, η πρώτη στην πανεπιστημιούπολη και η δεύτερη στο Watsonville της Καλιφόρνιας.

“Το 80% των φυτών δεν επηρεάστηκαν, ενώ το 20% βελτιώθηκαν πραγματικά κάτω από τα πορφυρά παράθυρα”, δήλωσε ο Loik. Οι ντομάτες και τα αγγούρια θεωρούνται αναμφισβήτητα οι κορυφαίες καλλιέργειες που παράγονται σε αυτό το θερμοκήπιο σε παγκόσμια κλίμακα, είπε.

Σε επιπρόσθετα πειράματα, υπήρξε μικρή εξοικονόμηση νερού που συσχετίστηκε με τη φωτοσύνθεση της ντομάτας μέσα από τα γυάλινα θερμοκήπια. “Τα φυτά χρειάζονται 5% λιγότερο νερό για να αναπτυχθούν, εν αντιθέσει με την παραδοσιακή μέθοδο στα συμβατικά θερμοκήπια”, είπε.

“Νόμιζα ότι τα φυτά θα αναπτύσσονταν πιο αργά, επειδή τα ροζ πάνελ στη συγκεκριμένη τοποθεσία είναι πιο σκούρα. Ωστόσο το χρώμα του φωτός μετατρέπεται σε κόκκινο που ως γνωστόν έχει ευεργετικές ιδιότητες για τα φυτά”, δήλωσε ο Loik. “Τα φυτά είναι ευαίσθητα όχι μόνο στην ένταση του φωτός αλλά και στο χρώμα, αλλά αποδεικνύεται ότι τα φυτά μεγαλώνουν εξίσου καλά”.

Η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας από τα θερμοκήπια έχει καταστεί η κύρια προτεραιότητα, καθώς η παγκόσμια χρήση θερμοκηπίων για την παραγωγή τροφίμων έχει αυξηθεί έξι φορές τα τελευταία 20 χρόνια σε περισσότερα από 9 εκατομμύρια στρέμματα σήμερα – περίπου διπλάσιο από το μέγεθος του Νιου Τζέρσεϋ, σύμφωνα με τον Loik. «Ο Καναδάς εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από θερμοκήπια για την παραγωγή λαχανικών και η χρήση τους αυξάνεται και στην Κίνα». Τα πλαστικά θερμοκήπια γίνονται δημοφιλή για την εμπορική γεωργία μικρής κλίμακας, καθώς και για την παραγωγή οικιακής τροφής, πρόσθεσε.

Τα θερμοκήπια χρησιμοποιούν ηλεκτρική ενέργεια για τον έλεγχο των ανεμιστήρων, των φώτων και άλλων συστημάτων παρακολούθησης της θερμοκρασίας και της ισχύος. “Η τεχνολογία αυτή έχει τη δυνατότητα να θέσει τα θερμοκήπια εκτός σύνδεσης, αν καταστεί έκτακτη ανάγκη”, δήλωσε ο Loik, ο οποίος ειδικεύεται στην αλλαγή του κλίματος, τη φυσιολογία των φυτών, τους υδάτινους πόρους και τις βιώσιμες τεχνολογίες. Το κόστος ανά πάνελ τεχνολογίας WSPV είναι 65 σεντ ανά watt – περίπου 40% μικρότερο από το κόστος παραδοσιακών φωτοβολταϊκών κυψελών με βάση το πυρίτιο.

“Αν τα θερμοκήπια παράγουν ηλεκτρική ενέργεια όπως το δικό μας, θα μειώσει την ανάγκη για επιπλέον αγορά κοστοβόρας ενέργειας, η οποία συμβάλλει στη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου ακόμα περισσότερο”, δήλωσε ο Loik. «Κινούμαστε προς τα αυτοσυντηρούμενα θερμοκήπια».

texnologia.net