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下一代太阳能温室不影响光合作用,发电种菜两不误

2024-11-23 207


有别于现在常见、湛蓝色的硅晶太阳能板,有机太阳能技术可以制成透明模组,也更加灵活可挠,想见应用范围更加广泛,能化身太阳能窗户又或是变成温室的“玻璃”,不过太阳能板跟植物同为吸收“日光波长”转换成“能量”,太阳能模组会是阻挠植物光合作用的绊脚石吗?

太阳辐射的光谱中,主要的成分大多是可见光到远红外,每种波长对于植物光合作用影响也不尽相同,通常植物主要吸收 400 ~ 520nm 蓝色光线,以及 610 ~ 720nm 红色波长,绿光相对不那么关键,而常见的太阳能板波长则在落在 400~700nm 之间,显然两者是重叠的。

而这便是有机太阳能的优势所在,我们可以透过调配成分、改变有机太阳能的吸收光谱,理论上来说,未来便能打造一座新一代太阳能温室,上方的太阳能板发电之余,还能允许植物光合作用所需的光通过,让底下的植物自然生长。

过去在美国北卡罗来纳州立大学的研究中,以三种不同的气候区域模型展开研究,设想在不同气候环境种植温室番茄,并加以计算所需的电力与适合温度,其中若在日照丰沛的亚利桑那州建设有机太阳能温室种植番茄,不仅可以实现能源中和(energy neutral),也只会阻挡植物所需 10% 的光。

(Source:北卡罗来纳州立大学)

这次团队则进一步延伸,来看看植物的生长状况。团队固定环境温度、水量、肥料与二氧化碳浓度条件后,再借由白光、三种滤光片组合,来测试红冠莴苣的生长情形,30 天后团队再比较蔬菜叶片数量、大小、重量、抗氧化剂等植物健康指标,发现红冠莴苣“来者不拒”不挑食,成功健康长大。

论文共同作者 Brendan O’Connor 认为,我们在对照组和实验组间并没有发现太大的差异,而且在不同的滤光片组合也没有发现显著的差异。团队指出,研究下一步,将测试对蕃茄等其他农作物的影响。

  • Transparent solar cells don’t steal light from greenhouse crops
  • Study Finds Plants Would Grow Well in Solar Cell Greenhouses

(首图来源:pixabay)

延伸阅读:

  • 一屋两用,半透明有机太阳能让温室种田兼顾种电
2021-03-20 06:57:00

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