ノースカロライナ州立大学の研究者チーム 有機太陽電池 (OPV)企業のNextGen Nanoは、半透明の有機太陽電池(OSC)を温室に追加することで、栽培者が発電と同時にレタスを栽培し、温室のエネルギー需要を削減する方法を実証しました。 その結果は、持続可能な温室栽培における発電の基礎を築くでしょう。
この研究は、 CellReports物理科学は、太陽光発電に使用される光の波長をフィルターで除去するOSCを備えた温室で、サニーレタスを栽培できることを発見しました。 これは、温室で透明なソーラーパネルを使用して、作物の収穫量を減らさずに、高い電力需要を満たすことができることを示しています。
30日間にわたって、OSCフィルターを使用してXNUMXつのレタスグループを異なる明るい色の組成で成長させました。 これには、白色光の全スペクトルにさらされた対照群が含まれていました。 対照群と実験群の間で新鮮重量またはクロロフィル含有量に有意差は見られず、発電に必要な光スペクトルの選択部分を除去しても作物の成長に影響がなかったことを示唆しています。 収穫された波長は、温室栽培に必要なエネルギー集約型の照明、熱管理、灌漑システムに電力を供給するために使用できます。
NextGenNanoの研究科学者であるDr.Carr Hoは、次のように述べています。 「しかし、温室のグレージングは断熱性が低いため、最適な状態を維持するために暖房および換気システムを設置する必要があります。 補助照明に加えて、これは大量の持続不可能なエネルギー消費につながります。
「この研究により、NCSUの科学者たちは、伝統的にそれに伴う大きなエネルギー需要なしに温室栽培の方法を発見しました」とホー氏は続けました。 「適切な光学コーティングと設計機能を備えたOSCを使用することで、栽培者は温室内の光透過率、発電量、熱負荷を管理して、低エネルギー使用で高い生産性を実現できます。
DBRコーティングの使用は、発電量を増やす機会を提供するだけでなく、温室内の過熱を減らすためにも使用できます。 カリフォルニア州サクラメントの温室の場合、NIR光を反射するように調整されたDBRを備えたOSCを使用すると、温室が過熱する時間数を280時間から82時間に短縮できることを示します。 これはエネルギー需要に大きな影響を与えませんが、作物生産の改善が期待されます。
最後に、低εコーティングとしても機能するOSC電極を使用すると、温室の暖房負荷が大幅に軽減されることが示されました。 発電所の生産性に見られる最小限の影響と、ST-OSCの使用による発電および改善された熱管理を組み合わせることは、OSCを温室と統合することが、環境的に持続可能な高強度の温室ベースの農業を達成するための有望な戦略であることを示唆しています。
「温室での生産量を増やすことができるOSCを開発するには、さらなる研究が必要です。 しかし、NextGen Nanoがサポートする研究は、OSCを温室栽培に統合することが、持続可能な高強度の温室ベースの農業を実現するための有望な戦略であることを確かに示唆しています。」
この論文のサポートに加えて、NextGen Nanoは、次世代の太陽光発電で使用できる特許取得済みのOPVデバイスを開発しました。 この技術は、鉛ペロブスカイトなどの毒素を多く含む金属で作られた従来の脆い太陽電池に取って代わることを目的として、柔軟で堅牢な地球に優しい生体高分子から作られています。
温室内の照明需要は、地理的な場所と作物によって異なります。 レタスはST-OSCの下でよく育つことが示されていますが、日陰に強い作物であることが知られています。7 照明の需要が高いプラントでは、代替のST-OSCデバイス設計とアクティブレイヤーが必要になる場合があります。 温室の場所は、温室に入る毎日の日射量と、スペースの冷暖房のニーズも決定します。 このセクションでは、作物生産、発電、および施設の熱負荷に影響を与えるST-OSC設計の考慮事項について検討します。
完全な研究論文は、CellReportsからアクセスできます。 ウェブサイト。 NextGen Nanoの他の製品開発の詳細については、会社のWebサイトにアクセスしてください。 http://nextgen-nano.co.uk/.