Penyelidik telah menunjukkan bahawa penggunaan panel solar berwarna dan lutsinar pada masa yang sama boleh menjana elektrik dan menghasilkan tanaman berkhasiat, yang membawa kepada prospek pendapatan yang lebih tinggi untuk petani dan memaksimumkan penggunaan tanah pertanian.
Dengan membenarkan petani untuk mempelbagaikan portfolio pelaburan mereka, sistem baru ini boleh menyediakan perlindungan kewangan daripada turun naik harga pasaran atau perubahan dalam permintaan, dan mengurangkan risiko yang berkaitan dengan ketidakpercayaan iklim. Pada skala yang lebih besar ia boleh meningkatkan kapasiti bekalan tenaga solar untuk menjana elektrik tanpa menjejaskan pengeluaran pertanian.
Ini bukan kali pertama panel solar separa telus digunakan untuk menghasilkan tanaman dan elektrik pada masa yang sama, teknik yang dikenali sebagai agrofotovoltaik. Tetapi dalam penyesuaian novel, para penyelidik menggunakan panel berwarna oren untuk memanfaatkan panjang gelombang (atau warna) cahaya yang mungkin melaluinya.
Panel solar berwarna menyerap panjang gelombang biru dan hijau untuk menjana elektrik. Orange dan panjang gelombang merah melalui, memungkinkan tanaman di bawah tumbuh. Walaupun tanaman yang ditanam dalam sistem pertanian standard menerima kurang daripada separuh daripada jumlah cahaya mereka, warna-warna yang melalui panel adalah yang paling sesuai untuk pertumbuhan mereka.
"Untuk tanaman bernilai tinggi seperti basil, nilai penjanaan elektrik hanya merangkumi kehilangan pengeluaran biojisim dari panel solar berwarna. Walau bagaimanapun, apabila tanaman seperti bayam adalah nilai yang lebih rendah, ini mempunyai kelebihan kewangan yang ketara. Ketua penyelidik Ini Dr Paolo Bombelli dari Jabatan Biokimia Universiti Cambridge berkata.
Di bawah keadaan pertumbuhan biasa, nilai gabungan bayam dan elektrik yang dihasilkan menggunakan sistem PV pertanian berwarna adalah 35% lebih tinggi daripada bayam yang semakin meningkat sahaja. Sebagai perbandingan, jumlah keuntungan kewangan untuk basil yang ditanam dengan cara ini hanya 2.5%. Pengiraan menggunakan harga pasaran semasa: Basil menjual kira-kira lima kali lebih banyak daripada bayam. Nilai elektrik yang dihasilkan dikira dengan andaian bahawa ia akan dijual kepada Grid Nasional Itali, yang menjalankan kajian itu.
"Pengiraan kami adalah anggaran yang agak konservatif mengenai nilai kewangan keseluruhan sistem. Malah, jika petani membeli elektrik dari grid nasional untuk menjalankan rumah mereka, faedahnya akan lebih besar, "kata Profesor Christopher Howe, University of California, Amerika Syarikat. Jabatan Biokimia Universiti Cambridge juga mengambil bahagian dalam penyelidikan.
Kajian mendapati bahawa basil yang ditanam di bawah panel solar berwarna mempunyai 15 peratus hasil yang boleh dipasarkan dan bayam kira-kira 26 peratus lebih rendah daripada keadaan pertumbuhan biasa. Walau bagaimanapun, akar bayam tumbuh jauh lebih rendah daripada batang dan daun: kurang cahaya boleh didapati, dan tumbuhan itu meletakkan tenaga ke dalam "panel bio-solar" yang semakin meningkat untuk menangkap cahaya.
Analisis makmal bayam dan daun basil yang ditanam di bawah plat menunjukkan bahawa kedua-duanya mempunyai kepekatan protein yang lebih tinggi. Para penyelidik percaya bahawa tumbuh-tumbuhan boleh menghasilkan protein tambahan untuk meningkatkan keupayaan mereka untuk photosynthesize di bawah keadaan cahaya yang berkurangan. Untuk menampung cahaya yang berkurang, bayam menghasilkan batang yang lebih panjang yang membuat penuaian lebih mudah dengan mengangkat daun dari tanah.
"Dari sudut pandangan petani, ia bermanfaat jika sayur-sayuran berdaun anda mempunyai daun yang lebih besar, bahagian yang boleh dimakan tumbuhan yang boleh dijual. Oleh kerana permintaan global untuk protein terus berkembang, adalah mungkin untuk meningkatkan protein dalam tanaman tanaman Teknologi kandungan juga akan menjadi sangat bermanfaat.
Penulis utama penelitian itu, Dr Eleanor Thompson dari University of Greenwich, mengatakan, " Dengan begitu banyak tanaman yang sedang tumbuh di bawah semacam penutup transparan, tidak ada kehilangan tanah untuk produksi energi tambahan menggunakan panel surya berwarna. "
Semua tanaman hijau mengubah cahaya dari matahari menjadi energi kimia yang mendorong pertumbuhan mereka melalui fotosintesis. Eksperimen telah dijalankan di Itali menggunakan dua tanaman ujian. Bayach (Spinacia oleracea) mewakili tanaman musim sejuk: ia tumbuh dengan kurang cahaya matahari dan bertolak ansur dengan cuaca sejuk. Basil (Ocimum basilicum) mewakili tanaman musim panas yang memerlukan banyak cahaya dan suhu yang lebih tinggi.
Para penyelidik sedang membincangkan percubaan lanjut sistem untuk melihat sejauh mana sistem berfungsi pada tanaman lain, dan bagaimana tumbuh di bawah cahaya merah dan oren menjejaskan tanaman di peringkat molekul.