زراعت و باغبانی و منابع طبیعی
گلخانه های دومنظوره

سلول‌های خورشیدی نیمه شفاف
می‌توانند نور مورد نیاز برای گلخانه‌های را تأمین کنند
گلخانه‌های دومنظوره

مایکل ایروینگ 

در بسیاری از استان های کشور تا بیش از 300 روز آفتاب و نور شدید داریم که می‌تواند منبع سرشار تأمین انرژی (نور، گرما، خدمات مکانیکی و...) باشد و جایگزین سقف‌های شیشه‌ای و پلاستیکی موجود گلخانه ها در ایران بشود. مطلب زیر راهنما و انگیزه‌دهنده خوبی است.
گلخانه‌ها و پانل‌های خورشیدی هر دو باید در مناطقی قرار بگیرند که نور خورشید زیادی دارند - پس چرا این دو با هم ترکیب نمی‌شوند؟ 
سلول‌های خورشیدی نیمه‌شفاف این قابلیت را دارند که درون صفحات سقف شیشه‌ای گلخانه‌ها قرار گیرند و در طول موج‌هایی از نور که گیاهان استفاده نمی‌کنند، انرژی نور را در خود ذخیره نمایند. اخیرا، محققان در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی، چگونگی عملکرد این مدل را طراحی کردند و دریافتند که در بعضی از مناطق آب و هوایی این سلول‌ها می‌توانند انرژی خورشیدی کافی تولید کنند تا گلخانه از لحاظ نور خورشید کاملاً خودکفا باشد. 
سلول‌های خورشیدی ارگانیک (OSC) نسبت به سایر طرح‌ها مزایای کمی دارند. آنها انرژی را از نور خورشید جذب می‌کنند، اما می‌توان آنها را انعطاف پذیرتر، شفاف‌تر (یا حداقل نیمه‌شفاف) ساخت و طوری تنظیم کرد که فقط طول موج‌های خاصی از نور را جذب کند. بدین ترتیب بوسیله آنها می‌توان بام گلخانه را کامل کرد- این سلول‌ها نور بیشتری را برای گیاه فراهم می‌کنند و چون نور زیادی را جذب می‌کنند، حتی می‌توانند انرژی مورد نیاز تاسیسات گلخانه را نیز تأمین کنند.

برندان اُ-کونور، نویسنده مسئول این تحقیق می‌گوید:«گیاهان فقط با استفاده از بعضی از طول موج‌های نور، فتوسنتز می‌کنند. بهتر است گلخانه‌هایی ایجاد شود که از مازاد نور ذخیره شده و استفاده نشده توسط گیاه، استفاده‌های دیگری کرد، در حالیکه هم زمان نور مورد نیاز برای فتوسنتز نیز به گیاه می‌رسد. با این حال، همچنان مشخص نشده است که این سلول‌های خورشیدی ارگانیک نیمه شفاف، چه میزان از طول موج انتخابی که توسط گلخانه جذب می‌شود را درخود ذخیره می‌کنند». 
نمودار گلخانه‌ای با سلول‌های خورشیدی آلی که در پشت بام‌های دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی درون تخته‌های شیشه‌ای ساخته شده است.
محققان برای پاسخ به این سوال‌، مدلی را برای اندازه‌گیری میزان ذخیره انرژی گلخانه با OSC( سلول خورشیدی ارگانیک) در بام و همچنین میزان مصرف آن توسط گیاهان گلخانه طراحی کردند. آنها تصمیم گرفتند نقطه‌ای را پیدا کنند که گلخانه خنثی می‌شود- یعنی آن میزان انرژی را که از خورشید دریافت کرده و ذخیره کرده را بطور کامل به مصرف گلخانه می‌رساند. 
برای این تحقیق، گلخانه‌های تئوری، برای رشد گیاه گوجه فرنگی در سه محل با آب و هوای مختلف طراحی شدند- آریزونا، کارولینای شمالی و ویسکانسین امتیاز دیگری که OSCها دارند این است که عایق‌های خوبی می‌باشند و به حفظ دمای مناسب گلخانه نیزکمک می‌کنند.
این تیم دریافتند که میزان نور قابل استفاده‌ای که توسط گیاه جذب می‌شود، اندک است. بعنوان مثال، در آریزونا که شهری آفتابی است، گلخانه‌ای با فناوری OSC نصب شده است که خنثی می‌شود در حالیکه فقط 10 درصد از نور مورد نیاز گیاهان را مسدود می‌کند. نتایج بررسی می‌گوید این نباید روی گیاهان تأثیر منفی بگذارد. در حقیقت، صرفا با کمی نور بیشتر، می‌توان تولید انرژی را دو برابر کرد. 
در کارولینای شمالی به نسبت آریزونا نور کمتر و پراکنده‌تری داریم، بنابراین یک گلخانه باید 20 درصد از نور فتوسنتزی را مسدود کند تا انرژی خنثی شود. 
ویسکانسین نیز زمستان‌های سردی دارد و طول می‌کشد تا به حالت خنثی برسد، با این وجود این گلخانه‌ها همچنان می‌توانند تقریبا نیمی از نیازهای انرژی خود را تولید کنند. 
اُ- کونور می‌گوید: «همانطور که بعضی از گیاهان به این فناوری به خوبی پاسخ می‌دهند، ما فکر می‌کنیم که تأثیر آن روی رشد گیاهان ناچیز خواهد بود و این معامله تجاری برای تولید کنندگان، سود‌آوری خوبی را به‌همراه خواهد داشت.»
این بار اولی نیست که محققان استفاده از صفحات خورشیدی روی سقف گلخانه‌ها را بررسی می‌کنند. در سال 2012، یک تیم اسپانیایی سیستمی را پیاده کرد که می‌توانست با استفاده از تابش پرتوهای مضر تابستان، انرژی تولید کند و در طول زمستان، هرموقع که نیاز باشد از آن استفاده کنند. 
در سال 2017، در مطالعه‌ای مشابه، سلول‌های خورشیدی با رنگ مگنتی (مغناطیسی)، در صفحات گلخانه‌ای جا‌سازی شدند. تمرکز این مطالعه بیشتر بر روی گیاهان غیر اصلی بود، به جای اینکه تأثیر آن را بر میزان انرژی بررسی کنند. 
آنها دریافتند که 80 درصد گیاهان، میزان کم نور بر روی آنها تأثیری ندارد، فقط 20 درصد از گیاهان در نور کامل رشد می‌کنند.
 منبع : سایت http://newatlas.com

ماهنامه دام و کشت و صنعت- شماره ۲۳۷- بهمن ۱۳۹۸

مدیر سایت
info@iranagrimagazine.com

به این مطلب امتیاز دهید:

کارشناسان ما در مورد مشکلات تولید محصولات، که نمی‌توانید برای آن جوابی پیدا کنید؛ می‌توانند به شما کمک کنند

info@iranAgriMagazine.com
arrow