Giải pháp điện mặt trời và nông nghiệp có thể cùng tồn tại

Trong một nghiên cứu gần đây được công bố trên Solar RRL, các học giả từ Khoa Vật lý của trường đã khám phá tác động của vật liệu PV bán trong suốt được đặt trên cây trồng - một ứng dụng mẫu mực của nông nghiệp điện.

Là một phần của nghiên cứu này, nhóm đã phát triển một công cụ phần mềm miễn phí sáng tạo có thể dự đoán khả năng truyền ánh sáng, hấp thụ và tạo ra điện của các vật liệu PV khác nhau ở hầu hết mọi nơi trên thế giới bằng cách sử dụng các phép đo địa lý, vật lý và điện.

Austin Kay, tác giả chính của nghiên cứu tại Đại học Swansea, cho biết: “Công nghệ này, cho phép chúng tôi so sánh nhiều loại vật liệu PV, có thể giúp chúng tôi xác định cách cân bằng giữa sản xuất lương thực và sản xuất năng lượng tái tạo”.

Một yếu tố quan trọng để tối ưu hóa nông nghiệp quang điện là lựa chọn vật liệu PV phù hợp, đòi hỏi phải hiểu cách vật liệu hấp thụ các bước sóng (màu sắc) ánh sáng khác nhau, cũng như khoảng cách dải của nó.

Khoảng cách dải rộng hơn có nghĩa là vật liệu có thể hấp thụ ánh sáng có năng lượng cao hơn và có bước sóng ngắn hơn (màu xanh lam), trong khi khoảng cách dải hẹp hơn cho phép hấp thụ ánh sáng có năng lượng thấp hơn, bước sóng dài hơn (màu đỏ).

Bằng cách lựa chọn cẩn thận các vật liệu PV có khoảng cách dải và đặc tính hấp thụ cụ thể, các nhà nghiên cứu có thể tinh chỉnh màu sắc của ánh sáng truyền qua PV bán trong suốt để chiếu vào cây trồng, chủ yếu hấp thụ ánh sáng đỏ và xanh lam để quang hợp, phản xạ ánh sáng xanh lục.

Trưởng dự án, Phó Giáo sư Ardalan Armin, cho biết: “Bằng cách tối ưu hóa sự kết hợp giữa tấm pin mặt trời và nông nghiệp, nông nghiệp quang điện có tiềm năng đóng góp đáng kể vào quá trình khử carbon của ngành nông nghiệp. Phương pháp tiếp cận này không chỉ tạo ra năng lượng sạch mà còn tăng cường an ninh lương thực”.

Tấm pin mặt trời hoặc PV có thể được đưa vào các bối cảnh nông nghiệp theo nhiều cách để cung cấp điện được tạo ra tại địa phương với tác động tối thiểu đến sản lượng của trang trại. Chúng có thể được gắn vào mái nhà kính hoặc nhà kính polytunnel và cũng có thể được sử dụng để cung cấp nơi trú ẩn cho gia súc. Đổi lại, gia súc có thể giảm chi phí bảo dưỡng bằng cách ăn thực vật xung quanh các tấm pin. Tuy nhiên, việc cân nhắc cẩn thận loại gia súc là rất quan trọng vì một số loài, như dê, có thể nhảy lên các tấm pin và gây ra thiệt hại không thể khắc phục.