Врожай та електрика з однієї грядки: вчені здивували новими сонячними панелями

Науковці знайшли спосіб поєднати вирощування овочів із виробництвом сонячної електроенергії. Під час експерименту з броколі вони використали напівпрозорі панелі пурпурово-рожевого кольору, які пропускали частину сонячного світла до рослин, а решту використовували для виробництва електроенергії.

Про це пише Popular Science.

Навіщо фермерам рожеві сонячні панелі

Технологію, яка поєднує сільське господарство та виробництво сонячної енергії, називають агровольтаїкою. Її принцип полягає в тому, щоб використовувати одну земельну ділянку одночасно для вирощування рослин і встановлення сонячних панелей.

Звичайні темні сонячні панелі майже непрозорі, тому можуть створювати надто сильну тінь. Для деяких культур це означає меншу кількість світла і, відповідно, потенційне зниження врожайності.

Напівпрозорі кольорові панелі мають інший принцип. Вони частину сонячного випромінювання перетворюють на електроенергію, а частину пропускають до рослин.

«Сонячні панелі використовують частину сонячного світла, що надходить, для виробництва відновлюваної електроенергії, водночас дозволяючи частині світла проходити до культур, які ростуть під ними», — пояснила співавторка дослідження Сільвія Ма Лу, інженерка з Університету Мелардален у Швеції.

Що відбувається з броколі під рожевим світлом

Для експерименту дослідники обрали броколі, оскільки ця культура добре підходить до клімату місця проведення дослідження у Швеції. На фермі вони створили дві конструкції площею 20 на 20 метрів із напівпрозорих панелей пурпурово-рожевого кольору, які мали різний рівень прозорості.

Під панелями висадили броколі, а ще на одній ділянці рослини залишили під відкритим сонцем. Протягом сезону 2024 року вчені порівнювали умови вирощування та результати в усіх трьох варіантах.

Вони вимірювали температуру повітря, відносну вологість, вологість ґрунту, врожайність, склад поживних речовин і ефективність фотосинтезу.

Результат виявився несподіваним: броколі під рожевими панелями в 4,5 раза ефективніше використовувала сонячне світло. При цьому рослини зрештою сформували головки такого ж розміру, як традиційна броколі.

Однак був і недолік: для дозрівання врожаю рослинам знадобилося приблизно на 25 днів більше.

Чому колір панелей має значення

Рожево-пурпурове покриття змінює спектр світла, яке проходить до рослин. Саме це, на думку дослідників, може допомагати броколі ефективніше використовувати доступне випромінювання для фотосинтезу.

Водночас учені не стверджують, що будь-яке рожеве освітлення автоматично прискорює ріст броколі. Експеримент стосувався конкретної конструкції напівпрозорих фотоелектричних панелей, які одночасно фільтрували сонячне світло та виробляли електроенергію.

Цікаво, що рослини під двома варіантами панелей із різною прозорістю показали дуже схожі результати. За словами Ма Лу, панелі з більшою щільністю фотоелектричних елементів можуть виробляти більше електроенергії, тому в майбутньому дослідникам доведеться шукати баланс між потребами рослин і виробництвом струму.

Що фермери можуть отримати від такої системи

Агровольтаїчні конструкції потенційно дозволяють отримувати одразу два ресурси з однієї ділянки — урожай та електроенергію. Вироблений струм можна використовувати для поливу, роботи сільськогосподарської техніки, охолодження та зберігання врожаю.

Надлишок електроенергії потенційно можна подавати в мережу, створюючи для фермерів додаткове джерело доходу. Самі панелі водночас можуть частково захищати рослини від надмірного сонця, граду та сильних опадів.

Проте масштабне використання технології поки що зарано називати готовим рішенням для всіх фермерських господарств. Дослідники наголошують, що різні культури можуть по-різному реагувати на рівень освітлення, а результат залежить і від клімату та конструкції панелей.

Наразі команда продовжує експерименти з пурпуровими панелями, а також тестує червоні та сині варіанти. За словами Ма Лу, конструкції, подібні до прототипу, на сучасному етапі можуть бути особливо перспективними для невеликих господарств, громадських садів і встановлення на дахах теплиць.

Що робити на городі у жовтні

Жовтень — час, коли на городі одночасно треба завершувати збирання врожаю та готувати ділянку до холодів. Частину овочів важливо вчасно прибрати, особливо якщо прогнозуються заморозки, тоді як моркву, пастернак, порей і деякі види капусти можна залишати на грядках довше. Про це йдеться у матеріалі про те, які овочі не можна залишати до морозів.

Паралельно городники вже готуються до підзимових посадок. У жовтні настає час для озимого часнику, а терміни залежать не стільки від конкретної дати в календарі, скільки від температури ґрунту та погоди. Наприкінці вересня фахівці радили вже підготувати грядку, щоб до посадки земля встигла осісти. Як підготувати грядку під озимий часник — актуальні поради напередодні посадки.

А загалом у жовтні роботи на ділянці не закінчуються: окрім збирання пізніх культур, можна готувати грядки до підзимового посіву, прибирати рослинні рештки, мульчувати насадження та подбати про теплолюбні рослини. Що потрібно встигнути на городі до холодів — актуальний календар робіт на жовтень.