Солнечные панели дают преимущество томатам, выращиваемым под ними
Исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики США в рамках междисциплинарного проекта «No Photon Left Behind» провели эксперимент по выращиванию томатов под специальными светофильтрами.
Суть эксперимента
- Две группы томатов (по 6 растений) выращивались в кастомных теплицах.
- Контрольная группа: получала полный солнечный спектр.
- Экспериментальная группа: получала свет, отфильтрованный через фиолетовые панели из органических полупроводников (OPV), пропускающие только спектр, наиболее полезный для растений (BioMatch).
- Цель — доказать эффективность концепции BioMatched spectral harvesting, при которой свет, не нужный растению, используется для генерации электричества, а нужный — для роста.
Результаты
- Томаты под BioMatched-фильтрами росли быстрее и становились крупнее, чем контрольные, несмотря на получение на 30% меньше общего света.
- Их фотосинтетическая эффективность (преобразование света в биомассу) была выше.
- Ранее аналогичный эффект был продемонстрирован на водорослях: при удалении части спектра клетки росли быстрее, давая больше биомассы.
Научное обоснование
- Полный спектр содержит как полезные, так и повреждающие фотоны. Растения тратят энергию на защиту от ненужного света.
- Концепция BioMatch позволяет:
- Селективно пропускать к растению только необходимый ему спектр (для фотосинтеза).
- Улавливать остальной свет для производства электроэнергии с помощью полупрозрачных OPV-панелей.
- Исследователи используют базу данных свойств органических полупроводников и специальное ПО для подбора (BioMatch) соединений, создающих идеальный спектр для конкретного растения.
Практическое значение
- Исследование может сыграть важную роль в развитии агровольтаики (совместное использование земель для сельского хозяйства и солнечной энергетики).
- Позволяет проектировать энергоэффективные теплицы нового поколения, где панели одновременно вырабатывают электричество и оптимизируют свет для роста культур.
- Панели можно настраивать под идеальный спектр для любого вида растений.
Вкусовой тест
После завершения эксперимента был проведен слепой дегустационный тест, сравнивающий томаты:
- Выращенные под OPV-фильтрами.
- Контрольные (под полным солнцем).
- Промышленные тепличные томаты, купленные в магазине.
Результат: Покупные томаты заняли последнее место. Предпочтения разделились между OPV-томатами и контрольными, что было расценено как успех.
