西班牙哈恩大学(Universidad de Jaén, UJA)的一项研究证实,在温室集成半透明太阳能板可在发电的同时降低室内温度和作物需水量。该项目由安达卢西亚自治区政府大学、工业、能源与创新部(Consejería de Universidad, Industria, Energía e Innovación de la Junta de Andalucía)资助,研究团队通过对比实验验证了这类光伏覆盖层对温室微气候的调节作用。
农业光伏技术将同一块土地同时用于作物种植和光伏发电,既适用于露天农田,也可用于温室设施。但植物生长所需的光照辐射与光伏发电所需的光照之间存在取舍。研究人员比较了两种商用半透明光伏板:一种基于碲化镉材料,可透射到达面板太阳辐射的50%;另一种基于非晶硅材料,透射率仅为20%。
为测试实际性能,团队建造了两个面积各为两平方米的实验温室以适应太阳能板尺寸,另建了一个相同尺寸的透明覆盖温室作为对照。在一年内,他们完成了五个周期的番茄和生菜种植,重点监测光伏组件对植物生长环境的影响。
结果显示,原型温室内温度峰值降低达五摄氏度,相对湿度有所上升,有助于保护作物免受极端高温影响,作物灌溉需求随之下降。该研究合著者、哈恩大学研究员亚历杭德罗·克鲁兹(Alejandro Cruz)表示,这意味着用水量及相关经济支出减少,光伏组件发电为温室所有者提供了第二收入来源,同时降低了温室自身的维护成本。
原型温室配备了监控系统,每五分钟记录一次穿过面板的光线数量与类型、空气和土壤温湿度、二氧化碳浓度以及组件发电量。专家发现,尽管两种面板都减少了到达作物的辐射量,但碲化镉组件更容易让蓝光和红光波长通过,而红光正是植物进行光合作用时利用效率最高的光波。该研究合著者、哈恩大学研究员赫苏斯·蒙特斯(Jesús Montes)解释,植物通常使用少量蓝光和绿光,但最主要的是红光,碲化镉模块透射最多的正是红光,因此尽管到达作物上的光线总量减少,对作物生长仍然有利。
光伏组件通过营造更凉爽湿润的环境,降低了基质和植株因蒸发而失水的趋势。研究人员估算,较透明对照温室,使用碲化镉面板时这一比例降低了31%,而使用非晶硅面板时则降低了60%以上。
研究人员指出,试验在哈恩进行,当地半干旱气候、低湿度与极高夏季气温和阿尔梅里亚地区十分相似,因此相关结果可推广至全球以塑料大棚农业著称的区域。
还没有人评论过,赶快抢沙发吧!