Επιτρέπουν στο ηλιακό φως να περάσει μέσα και να συμβάλει στην ανάπτυξη των φυτών και την παραγωγή τροφής (pv-magazine)
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Murdoch της Αυστραλίας και την ClearVue Technologies ανέπτυξαν νέα ηλιακά παράθυρα που σύμφωνα με πληροφορίες μπορούν να μειώσουν την κατανάλωση ενέργειας και τη χρήση νερού στα θερμοκήπια.
Η ομάδα πιστεύει ότι ένα ηλιακό θερμοκήπιο με πλήρες τζάμι θα μπορούσε να αντισταθμίσει έως και το 100% της κατανάλωσης ενέργειας σε τοποθεσίες παγκοσμίως, χρησιμοποιώντας προσαρμόσιμες και αποτελεσματικές τεχνικές ελέγχου της θερμοκρασίας.
«Η βασική ιδέα για αυτό το έργο είναι η συγκομιδή τροφής και ενέργειας ταυτόχρονα, ώστε να μπορέσουμε να ξεπεράσουμε την πρόκληση του τριλήμματος των τροφίμων, της ενέργειας και του περιβάλλοντος», δήλωσε ο καθηγητής Chengdao Li στο περιοδικό pv -magazine.
Για να δοκιμάσουν την προτεινόμενη καινοτομία, σχεδίασαν και κατασκεύασαν ένα θερμοκήπιο με φωτοβολταϊκά παράθυρα υψηλής διαφάνειας τοποθετημένα στην οροφή και τους τοίχους.
Κατά τη διάρκεια δύο καλλιεργητικών περιόδων, μέτρησαν την απόδοση 18 διαφορετικών καλλιεργειών που φύονται σε αυτό το θερμοκήπιο, μαζί με την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και την κατανάλωση νερού.
«Ηλιακά θερμοκήπια με φωτοβολταϊκά στοιχεία υψηλής διαφάνειας στην ταράτσα χρησιμοποιούν ένα μέρος του ηλιακού φωτός που συλλαμβάνεται για να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια από τα ηλιακά κύτταρα, ενώ επιτρέπουν στο υπόλοιπο ηλιακό φως να περάσει μέσα στο θερμοκήπιο για την ανάπτυξη των φυτών και την παραγωγή τροφής», εξήγησε η ομάδα.
«Ωστόσο, στο παρόν στάδιο δεν έχει υπάρξει πρακτική εφαρμογή ενός πλήρως λειτουργικού ηλιακού θερμοκηπίου για την αξιολόγηση της πραγματικής κατανάλωσης ενέργειας, των δυνατοτήτων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και του δυναμικού παραγωγής φυτών».
Σχετικά με το θερμοκήπιο
Το θερμοκήπιο ερευνητικής κλίμακας κατασκευάστηκε στο Περθ της Δυτικής Αυστραλίας.
Αποτελούνταν από 4 δωμάτια, το καθένα μήκους 8 μέτρων και πλάτους 6 μέτρων. Το δωμάτιο 1 είχε τζάμια με συμβατικό, εξαιρετικά καθαρό γυαλί χαμηλής περιεκτικότητας σε σίδηρο, ενώ τα δωμάτια 2, 3 και 4 χρησιμοποιούσαν ηλιακό γυαλί.
Χρησιμοποιήθηκαν 2 τύποι σχεδίων πολυβινυλοβουτυράλης (PVB), συμπεριλαμβανομένου του PVB-1, χαμηλότερης συγκέντρωσης ντόπινγκ για παράθυρα υψηλότερης διαύγειας και του PVB-2, με ελαφρώς υψηλότερη φωταύγεια.
Το ηλιακό γυαλί στο δωμάτιο 2 χρησιμοποιούσε δύο ενδιάμεσα στρώματα PVB-2. στο δωμάτιο 3, χρησιμοποιήθηκε ένας συνδυασμός PVB-1 και PVB-2, ενώ το δωμάτιο 4 χρησιμοποιούσε ένα ενδιάμεσο στρώμα PVB-1 σε συνδυασμό με ένα συνηθισμένο ενδιάμεσο στρώμα PVB.
Στο θερμοκήπιο εγκαταστάθηκαν συνολικά 153 διαφανή ηλιακά παράθυρα. Κατάφεραν να τροφοδοτήσουν τους ανεμιστήρες, τα κλιματιστικά, τις σκιές και τις περσίδες εξαερισμού.
Η πλεονάζουσα ενέργεια που παράγεται από τα φωτοβολταϊκά εξήχθη επίσης στο ηλεκτρικό δίκτυο.
Τη νύχτα, η λειτουργία του θερμοκηπίου βασιζόταν στην ηλεκτρική ενέργεια από το δίκτυο.
Η καλλιεργητική περίοδος 1 ήταν από τον Ιούλιο έως τον Δεκέμβριο του 2021 και η καλλιεργητική περίοδος 2 ήταν από τον Μάρτιο έως τον Σεπτέμβριο του 2022.
«Οι καλλιέργειες περιλαμβάνουν κηπευτικές καλλιέργειες που παράγονται συνήθως σε θερμοκηπιακές καλλιέργειες και ευρείες καλλιέργειες. Φράουλα, μαρούλι, ντομάτα, φασόλια νάνος, σπανάκι, μουστάρδα, βασιλικός, μπιζέλια, τσίλι και πιπεριά επιλέχθηκαν για αυτή τη μελέτη λόγω της κοινής χρήσης τους στην εμπορική καλλιέργεια θερμοκηπίου.
Από την άλλη πλευρά, συμπεριλήφθηκαν το σιτάρι, το κριθάρι, η κανόλα, το λούπινο, το ρεβίθιο, το τζίντζερ, ο ηλίανθος και το γλυκό καλαμπόκι επειδή είναι είτε ευρείες καλλιέργειες είτε οικονομικά σημαντικές.
Αν και αυτές οι καλλιέργειες συνήθως δεν καλλιεργούνται εμπορικά σε θερμοκήπια, καλλιεργούνται ευρέως για ερευνητικούς σκοπούς, ιδιαίτερα σε προγράμματα αναπαραγωγής», εξήγησαν οι ακαδημαϊκοί.
Συνέπειες από τη λειτουργία του νέου έργου
Σύμφωνα με τα αποτελέσματα oι καλλιέργειες ευρείας κλίμακας παρουσίασαν αξιοσημείωτη μείωση της βιομάζας και της απόδοσης ή δεν κατάφεραν να ωριμάσουν όταν καλλιεργούνταν σε ηλιακούς χώρους.
Μετά από αυτά τα αποτελέσματα, η ομάδα προσομοίωσε αριθμητικά την ίδια δομή σε διαφορετικές τοποθεσίες σε όλο τον κόσμο. Δηλαδή, το έχουν τοποθετήσει στο Ρίο ντε Τζανέιρο της Βραζιλίας. Πεκίνο, Κίνα; Νέο Δελχί, Ινδία; Λος Άντζελες, Καλιφόρνια, Ηνωμένες Πολιτείες; Νέα Υόρκη, Νέα Υόρκη, Ηνωμένες Πολιτείες; Χάιφα, Ισραήλ; και Παρίσι, Γαλλία.
«Ένα υπολογιστικό μοντέλο έδειξε ότι ένα ηλιακό θερμοκήπιο με πλήρως τζάμι έχει τη δυνατότητα να αντισταθμίσει έως και 100% της κατανάλωσης ενέργειας σε τοποθεσίες παγκοσμίως χρησιμοποιώντας προσαρμόσιμες και αποτελεσματικές τεχνικές ελέγχου της θερμοκρασίας, επιτρέποντας έτσι δυνητικά πλήρως αυτόνομη καλλιέργεια θερμοκηπίου σε παγκόσμια κλίμακα», είπε η ομάδα.
www.worldenergynews.gr
