Vědci v Izraeli testovali tři různé fotovoltaické technologie pro napájení skleníku, ve kterém se nachází 400 sazenic okurek. Jejich analýza odhalila, že kryt fotovoltaického modulu na střeše skleníku má „zanedbatelný“ dopad na výnos plodin. Avšak také poznamenali, že spektrální propustnost krytu skleníku a nahromaděný prach mohou negativně ovlivnit výkon solárního modulu.
Skupina výzkumníků vedená Triangle Research and Development Center (TRDC) v Izraeli zkoumala dopad použití fotovoltaické energie ve skleníku, kde se pěstují okurky. A zjistila, že dopad na výnos plodin je zanedbatelný.
„Naše studie porovnává dopad neprůhledných křemíkových fotovoltaických panelů oproti poloprůhledným organickým fotovoltaickým technologiím instalovaným ve výšce vrchlíku ve středomořském polytunelovém skleníku na růst rostlin okurek,“ řekla odpovídající autorka výzkumu Esther Magadleyová. „Navrhovaná případová studie ukazuje potenciál integrace FV uvnitř skleníků. Pro různé typy skleníků a umístění jsou však nutné další studie zkoumající vliv změněného místa instalace na životnost FV a vliv změněného světelného spektra uvnitř skleníku.
V článku „Zkoumání vlivu různých fotovoltaických modulů na plodiny okurek ve skleníkovém agrovoltaickém systému: případová studie“, publikovaném v Biosystems Engineering, Magadeley a její kolegové vysvětlili, že při své práci používali tři různé poloprůhledné fotovoltaické technologie. A to bifaciální panely PERC zapouzdřené ve skle, bifaciální moduly PERC zapouzdřené v plastu a poloprůhledná organická fotovoltaika (OPV).
Dopad použití fotovoltaické technologie ve skleníku, kde se pěstují okurky
Porovnali výkon polyetylenového skleníku na FV s výkonem referenčního skleníku bez výroby solární energie. Porovnali také výkon tří fotovoltaických technologií nasazených ve skleníku s výkonem referenčních solárních panelů instalovaných mimo skleník.
Do každého skleníku se umístilo 400 sazenic okurek. Přičemž rostliny se uspořádaly ve čtyřech párech řad s rozestupy mezi řádky 40 cm. Zalévání se provádělo po dobu 30 minut každý den, aby se získalo asi 30 m3 vody na hektar. FV systém využíval panely zapouzdřené do skla a do plastu, každý s účinností 22,5 %. A taky panely OPV s účinností 4 %.
Pro svou analýzu akademici zvažovali parametry, jako je propustnost světla, růst rostlin a výkon fotovoltaických modulů. Zdůraznili, že difuzní povaha polyetylenového krytu může zvýšit výkon bifaciálních fotovoltaických modulů. A také uvedli, že se má zajistit pravidelné čištění, aby se tento účinek zvýšil.
Tým analyzoval dopad solárních panelů na růst plodin tím, že vzal v úvahu výšku rostlin, délku internodia a průměr stonku. Zaznamenala „významné“ odchylky ve výšce elektrárny v závislosti na FV technologii a podmínkách plastiky střechy.
Průhlednost modulů k zachycení více světla
Testy ukázaly, že rostliny pod OPV a plastovými moduly se zvětšily. Což může záviset na lepší adaptaci pro zachycení více světla ve stínu. „Ačkoli plastové i skleněné křemíkové moduly měly rozestupy mezi buňkami, aby poskytovaly určitou průhlednost, a moduly OPV měly poloprůhledný aktivní materiál, úroveň průhlednosti modulů jsou aspekty vyžadující další optimalizaci, aby vyhovovaly požadavkům skleníku a plodin,“ vysvětlili vědci. .
Zjistili také, že technologie OPV, plastů a skla dosáhly skutečné účinnosti 2,8 %, 11,6 % a 16,7 %. „Si-PV moduly zapouzdřené ve skle překonaly ostatní, pokud jde o elektrický výkon, ale to přišlo za cenu světelného spektra méně příznivého pro růst rostlin,“ upřesnili.
„Křemíkové fotovoltaické moduly zapouzdřené ve skle přinesly vyšší výnosy plodin a nejvyšší účinnost,“ vysvětlil dále Magadley. „Nicméně moduly OPV s nižší účinností přinášely plody s vyšší průměrnou hmotností. Což naznačuje, že jejich propustnost světla by mohla být více přizpůsobena efektivnímu růstu rostlin. Zatímco současná zjištění se přiklánějí ve prospěch modulů zapouzdřených ve skle, potenciál pokročilých technologií OPV, zejména těch se spektrální propustností vyladěnou pro růst rostlin, zůstává vzrušující vyhlídkou na integraci skleníků, zvláště když se účinnost OPV zvyšuje.
Do budoucna vědci plánují použít na míru vyrobené fotovoltaické moduly, účinnější skleníkové materiály a „inovativní“ návrhy k optimalizaci distribuce světla uvnitř skleníku.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
