Una squadra di circadori in North Carolina State University, chì travaglia cun cellula fotovoltaica organica (OPV) a cumpagnia NextGen Nano, hà dimustratu cumu l'aghjunzione di cellule solari organiche semitrasparenti (OSC) à i serre permette à i cultivatori di generà elettricità è di cultivà simultaneamente lattuga, riducendu a dumanda di energia di serra. I risultati ponenu e basi per a generazione di energia in u cultivo di serra sustinibili.
A ricerca, publicata in Rapporti Cellulari Scienze Fisiche, hà truvatu chì a lettuce rossa pò esse cultivata in serra cù OSC chì filtranu e lunghezze d'onda di a luce utilizata per generà energia solare. Questu dimustra a fattibilità di utilizà pannelli solari trasparenti in serre per cumpiendu e so elevate richieste di elettricità, senza riducendu u rendiment di i culturi.
In un periudu di 30 ghjorni, quattru gruppi di lettuce sò stati cultivati sottu diverse cumpusizioni di culore di luce cù filtri OSC. Questu includia un gruppu di cuntrollu espostu à un spettru sanu di luce bianca. Nisuna differenza significativa in u cuntenutu di pesu frescu o di clorofilla trà u gruppu di cuntrollu è i gruppi sperimentali hè stata trovata, chì suggerenu chì l'eliminazione di e porzioni selettivi di u spettru luminoso necessariu per generà l'electricità ùn hà micca affettatu a crescita di a cultura. E lunghezze d'onda raccolte puderanu allora esse aduprate per alimentà l'illuminazione intensiva d'energia, a gestione termale è i sistemi di irrigazione necessarii per a cultura in serra.
"I serre sò aduprate per cultivà e piante perchè aumentanu drasticamente u rendiment in i climi non nativi, mentre chì riduce u cunsumu d'acqua è l'usu di pesticidi in paragunà à l'agricultura convenzionale", spiega u duttore Carr Ho, scientist di ricerca in NextGen Nano. "Ma i vetri di serra hà un poveru insulamentu termale, cusì i sistemi di riscaldamentu è di ventilazione anu da esse installati per aiutà à mantene e cundizioni ottimali. Inseme à l'illuminazione supplementaria, questu porta à cunsumu energeticu grande è insostenibile.
"Cù sta ricerca, i scientisti di NCSU anu truvatu un modu per a cultivazione di serra senza e grandi richieste energetiche tradiziunale assuciate cun ella", cuntinuò Ho. "Usendu OSC cù i rivestimenti ottichi ghjusta è e caratteristiche di cuncepimentu, i cultivatori ponu gestisce a trasmissione di luce, a generazione di energia è i carichi termichi in una serra per una produttività alta à usi di bassa energia.
L'usu di rivestimenti DBR ùn solu furnisce l'uppurtunità di aumentà a generazione di energia, ma pò ancu esse usatu per riduce u surriscaldamentu in a serra. Mostremu chì per una serra in Sacramento, California, u numeru di ore chì a serra surriscalda pò esse ridutta da 280 à 82 h quandu si usa OSC cun un DBR sintonizatu per riflette a luce NIR. Mentre chì questu ùn hà micca un grande impattu nantu à a dumanda di energia, hè prevista per migliurà a produzzione di culturi.
Infine, l'usu di l'elettrodi OSC chì ponu ancu funziunà cum'è rivestimenti low-ε hè statu dimustratu per riduce significativamente a carica di riscaldamentu di a serra. Cumminendu l'impattu minimu osservatu nantu à a produtividade di e piante, inseme à a generazione di energia è a gestione termale mejorata cù l'usu di ST-OSC, suggerenu chì l'integrazione di l'OSC cù serre hè una strategia promettente per ottene una agricultura di serra d'alta intensità ambientale sustenibile.
"U più ricerca hè necessaria per sviluppà OSC capaci di aumentà u rendiment di produzzione in serre. Ma a ricerca sustinuta da NextGen Nano certamente suggerisce chì l'integrazione di l'OSC in a cultura in serra hè una strategia promettente per ottene una agricultura sustenibile, à alta intensità, basata in serra.
In più di u supportu per questu documentu, NextGen Nano hà sviluppatu un dispositivu OPV patentatu chì pò esse usatu in a prossima generazione di energia solare. Sta tecnulugia hè fatta da biopolimeri flessibili, robusti, amichevuli à a Terra cù u scopu di rimpiazzà e tradiziunali cellule solari fragili fatte da metalli pesanti di tossina, cum'è perovskite di piombo.
A dumanda di illuminazione in a serra dependerà di a situazione geografica è di a cultura. Mentre chì a lettuce hè dimustrata per cresce bè sottu à u ST-OSC, hè cunnisciutu per esse una cultura tolerante à l'ombra.7 Per e piante chì anu più richieste di illuminazione, ponu esse necessarii disinni di dispositivi ST-OSC alternativi è strati attivi. U locu di a serra dettarà ancu a radiazione solare di ogni ghjornu chì entra in a serra è ancu i bisogni di riscaldamentu è di rinfrescamentu di u spaziu. In questa sezione, cunsideremu e cunsiderazioni di disignu ST-OSC chì afectanu a produzzione di culturi, a generazione di l'electricità è a carica termica di a facilità.
U documentu di ricerca sanu hè accessibile nantu à i Cell Reports situ. Per più infurmazione nantu à l'altri sviluppi di i prudutti di NextGen Nano, visitate u situ web di a cumpagnia http://nextgen-nano.co.uk/.