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一屋两用,半透明有机太阳能让温室种田兼顾种电

发布于2020-02-12 08:52:30,一屋两用,半透明有机太阳能让温室种田兼顾种电,Kotoo科技新闻网(http://www.kotoo.com)
 

一屋两用,半透明有机太阳能让温室种田兼顾种电



近年-推动“农光互补”之余,为避免发生良田假种地、实为赚电力的乱象,主要放行不利农业经营区种电,光电畜禽舍与温室也必须遵守农地农用规范,农作生产量得达近三年均生产 7 成,而在上述条件下,未来的半透明的有机太阳能或许能助温室光电一臂之力。

温室的建材主要是玻璃或塑胶,接受太阳电磁辐射而加热,使温室内的植物、泥土、空气变暖,种植作物较不受气候与季节影响,流行于亚热带和温带国家,另外在干燥地区也有防止水分过度蒸发等效果。

但既然要种植作物,一定要有充裕的阳光供植物生长,在温室屋顶上装设一般太阳能板可说是万万不可,对此美国北卡罗来纳大学对有机太阳能技术寄予厚望。

有机太阳能顾名思义,就是用有机聚合物或是染料制作而成的太阳能板,有别于市面上常见的湛蓝色硅晶太阳能板,有机太阳能可以制作成半透明、甚是是透明的模组,制造成本也低,虽然还没有达到大规模商业化,但不少厂商看好其利基市场,正努力研发中。

除此之外,科学家也可以透过调配成分,使有机太阳能板吸收不同的波长,剩下的光线则放行让植物行光合作用,如此一来屋顶太阳能板也不会阻碍植物生长,避免最后种植出营养不量的农作物。

这个发想跟植物生长灯类似,论文共同作者 Brendan O’Connor 表示,植物仅会吸收特定波长的光,因此团队想打造出既不影响植物光合作用、又可以产生大量电力的有机太阳能温室,为了实现理想,首先得知道波长选择型有机太阳能发电量如何,是否能让整栋温室电力 100% 来自太阳能。

温室中冷却或加热的用电量最高,团队用三种不同的气候区域模型展开研究,设想在亚利桑那州(美西南部)、北卡罗来纳州(美东)、威斯康辛州(美中北部)种植温室番茄,并加以计算所需的电力与适合温度,其中若在日照丰沛的亚利桑那州建设有机太阳能温室种植番茄,不仅可以实现能源中和(energy neutral),也只会阻挡植物所需 10% 的光。

不过有机太阳能温室在寒冷或是日照较少的地方就没有太多优势了,如果要在北卡州用有机太阳能满足整栋温室的用电需求,得减少 20% 光合作用所需的光 ,更不用说纬度更高的威州,需要更多的电力来维持室内温度,但有机太阳能屋顶仍能达成 50% 温室供电,在该研究中,显然有机太阳能更适合阳光充裕的地点。

早前也有需多科学家投入太阳能温室研究,像是 2012 年西班牙 ULMA Agrícola 和 Tecnalia 研究中心就用光学透镜打造出转换效率达 15% 太阳能板,其制成的光电温室既不影响植物生长,夏天时还可以制冷。

2017 年加州大学圣克鲁兹分校也有推出波长选择型太阳能板,只吸收绿光与蓝光,外观鲜红色相当时尚,且测试多种植物后,发现 80% 的植物依然健康生长,实际上 20% 的植物比阳光直射下更加健康。

  • Semi-transparent solar cells could make greenhouses self-sufficient
  • Magenta greenhouse glass generates electricity, doesn’t bug plants
  • Solar panels keep greenhouses cooler in summer, let the sun through in winter
  • Next Generation of Greenhouses May Be Fully Solar Powered

(首图来源:北卡罗来纳大学)

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