چندوظیفه ای در سرخابی: پنل های خورشیدی رنگی می تواند به مزارع کمک کند تا محصولات زراعی را رشد دهند و در زمین های مشترک برق تولید کنند.

ویرایش شده توسط Swati Mestri، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

بر اساس مطالعه ای که در 2 اکتبر در Cell Reports Physical Science منتشر می شود، کلم بروکلی که در زیر صفحات خورشیدی سرخابی رشد می کند، نور خورشید را موثرتر از گیاهانی که در فضای باز رشد می کنند، جذب می کند.

دانشمندان از پنل های خورشیدی سفارشی شده و نیمه شفاف برای تولید الکتریسیته و در عین حال افزایش طول موج نور آبی و قرمز برای افزایش رشد کلم بروکلی استفاده کردند. محصولات رشد یافته با این پانل ها افزایش 4.5 برابری در استفاده موثر از نور خورشید را نشان دادند و در نهایت به اندازه کلم بروکلی سنتی رشد کردند، اگرچه بالغ شدن آنها 25 روز بیشتر طول کشید.

پنل های خورشیدی ابزاری بالقوه برای کشاورزان برای برداشت انرژی های تجدیدپذیر و در عین حال حفظ بازده محصولات است.

نویسنده سیلویا ما لو از دانشگاه مالاردالن در وستراس، سوئد، می‌گوید: «مفهوم اولیه کاملا ساده است. پنل‌های خورشیدی از بخشی از نور خورشید ورودی برای تولید برق تجدیدپذیر استفاده می‌کنند و در عین حال اجازه می‌دهند بخشی از نور به محصولاتی که زیر آن رشد می‌کنند بگذرد. ​​هدف گسترده‌تر این است که بررسی کنیم که آیا می‌توان از نور خورشید با تخصیص بخش‌های مختلف طیف خورشیدی به رشد محصولات و تولید برق به طور موثرتری استفاده کرد یا خیر.

استفاده از پنل‌های خورشیدی معمولی در مزارع مزرعه به کشاورزان این امکان را می‌دهد که برق تجدیدپذیر را در زمین‌هایی که فضای کافی در دسترس است تولید کنند و در عین حال گیاهان را از قرار گرفتن در معرض نور بیش از حد خورشید و آب و هوای شدید مانند تگرگ یا بارندگی شدید محافظت کنند. با این حال، از آنجایی که پانل‌های معمولی آبی تیره معمولا مات هستند، می‌توانند سایه زیادی ایجاد کنند و بازدهی برخی محصولات را کاهش دهند - یک مشکل پانل‌های نیمه شفاف و رنگی می‌تواند به کاهش آن کمک کند.

ما لو می‌گوید: «هیچ طرح واحدی وجود ندارد که در همه جا به طور بهینه کار کند. تحقیقات بیشتری برای درک اینکه چگونه محصولات مختلف به پیکربندی سیستم ها و شرایط آب و هوایی مختلف پاسخ می دهند و برای طراحی سیستم هایی که تولید کشاورزی را با تولید برق تجدیدپذیر متعادل می کند، مورد نیاز است.

برای پیشبرد این تحقیق، ما لو و همکارانش بر روی کلم بروکلی تمرکز کردند، یک محصول بسیار مغذی که در سراسر جهان محبوبیت دارد و به خوبی با آب و هوای محل آزمایشی آنها در مزرعه ای در سوئد سازگار است. محققان دو سیستم به ابعاد 20 متر در 20 متر (66 فوت در 66 فوت) ساختند که از پنل های خورشیدی نیمه شفاف و سرخابی رنگ با سطوح مختلف شفافیت ساخته شده بودند که به مقادیر متفاوتی از نور خورشید اجازه می دهد تا به گیاهان کشت شده در زیر آن برسد. در قطعه سوم زمین، گیاهان بروکلی به طور کامل در معرض نور خورشید قرار گرفتند.

در طول فصل رشد 2024، تیم کلم بروکلی را در هر قطعه مقایسه کرد، شرایط محیطی از جمله دمای هوا، رطوبت نسبی و رطوبت خاک، و همچنین عملکرد محصول، ترکیب مواد مغذی و عملکرد گیاهان فتوسنتز را بررسی کرد.

ما لو می گوید: «یکی از جالب ترین یافته ها این بود که چگونه کلم بروکلی در دو سیستم پنل خورشیدی با وجود سطوح شفافیت متفاوت، عملکرد مشابهی دارد. با این حال، این یافته‌ها مختص شرایط تجربی ما هستند و باید در طول فصل‌های رشد اضافی و پیکربندی‌های سیستم تأیید شوند.»

او اضافه کرد که سیستم‌های آزمایش‌شده در این مطالعه نمونه‌های اولیه تحقیقاتی هستند و تحقیقات بیشتری در مقیاس‌های بزرگ‌تر و در طول فصل‌های رشد متعدد مورد نیاز است. اگر این فناوری برای استفاده تجاری افزایش یابد، الکتریسیته تولید شده توسط پانل ها در اصل می تواند عملیات مزرعه مانند آبیاری، ماشین آلات یا سیستم های خنک کننده و ذخیره سازی را تامین کند، یا می تواند به شبکه برق عرضه شود. این می تواند قبض برق کشاورزان را کاهش دهد و حتی منبع درآمد اضافی برای آنها ایجاد کند.

Ma Lu و همکارانش در حال حاضر ارزیابی بیشتر پانل های سرخابی و همچنین پانل های قرمز و آبی را با آزمایش آنها در تنظیمات آزمایشگاهی کنترل شده بدون تداخل نوری که از طریق پانل ها فیلتر نمی شود، آغاز کرده اند.

Ma Lu می‌گوید: «پیکربندی‌های مشابه نمونه اولیه ما در حال حاضر ممکن است برای کاربردهای مقیاس کوچک‌تر، مانند باغ‌های محلی، یا برای ادغام در سقف‌های گلخانه‌ها به جای استقرار فوری در مناطق بزرگ کشاورزی مناسب باشند.

ارزیابی بهره وری زمین با لایه نازک CdTe رنگی نیمه شفاف PV و کشت کلم بروکلی در سیستم های agrivoltaic، Cell Reports Physical Science (2026). DOI: 10.1016/j.xcrp.2026.103555. www.cell.com/cell-reports-phys … 2666-3864(26)00461-3

اطلاعات مجله: Cell Reports Physical Science

سواتی مستری دارای مدرک لیسانس در مهندسی الکترونیک است و از سال 2019 به عنوان ویرایشگر محتوا کار کرده است. او ویرایش اسناد تحقیقاتی در زمینه فناوری، مراقبت های بهداشتی و علم مواد را تجربه کرده است و علاقه خاصی به فناوری و فضا دارد. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →