En ny type kommercielt drivhuspanel forbedrer lyskvaliteten ved at forstærke farver, der er gavnlige for planter og genererer elektricitet uden tab til produktion, ifølge firmaet, der har indgået partnerskab om at udvikle teknologien.
Solkultur, baseret i Scotts Valley, Californien, har gennemført flere års kommercielle plantevækstforsøg, herunder grøntsager, prydplanter, afskårne blomster og bær. Virksomheden sagde, at forsøg har vist, at panelerne monteret direkte over afgrødeproduktionen har neutrale til positive virkninger på plantevæksten.
"solaria har udviklet en brancheførende teknologi til fremstilling af solcellepaneler optimeret til drivhusapplikationer,” sagde Carley Corrado, direktør for forretningsudvikling for virksomheden.
Solceller, også kaldet fotovoltaiske (PV) celler af forskere, omdanner sollys direkte til elektricitet. PV har fået sit navn fra processen med at omdanne lys (fotoner) til elektricitet (spænding), som kaldes PV-effekten.
”Både anlæg og solpaneler kræver sollys, og før nu har det ikke været muligt at lave begge dele under samme tag. Men med Solarias proprietære teknologi, der er udviklet i løbet af det sidste årti til at skære, snore og laminere PV-celler, omdanner Solarias Greenhouse PV-moduler effektivt en del af sollyset til elektricitet, mens de transmitterer kvalitetslys til landbrugsproduktion under modulerne," ifølge en pressemeddelelse. .
Corrado sagde, at modulerne gør det muligt for drivhusavlere at producere elektricitet til enten at udligne deres eget strømbehov eller sætter dem i stand til at generere indtægter på det samme eksisterende fodaftryk som deres drivhuse, "alt uden at kompromittere deres landbrugsproduktivitet."
Sidste sommer sikrede Fremont, Californien-baserede Solaria, en leverandør af solcellemodulteknologier, og Soliculture, leverandør af drivhusintegrerede fotovoltaik (GIPV) til kommercielle drivhusavlere, et strategisk samarbejde for PV-landbrugsapplikationer.
Solaria leverer sin cellebehandlingsteknologi til brug sammen med Solicultures selvlysende solcellekoncentratorteknologi. De nye moduler er i stand til at generere elektricitet i et ændret lysspektrum optimeret til plantevækst.
Teknologiske links
Solarias egenkapitalinvestering i Soliculture giver virksomhederne mulighed for at kombinere deres teknologier for at skabe PV-løsninger til drivhus, ifølge nyhedsmeddelelsen.
"Sammen har virksomhederne afsluttet deres første kommercielle projekt med en af de største kommercielle drivhusejere og avlere i det nordlige Californien," hedder det i meddelelsen. "Systemet forventer at levere et investeringsafkast på kun seks år, attraktive tal for et stadig mere krævende globalt landbrugsmarked."
"Solaria er glade for at arbejde sammen med Soliculture for at løse to af de mest presserende spørgsmål i vor tid - fødevare- og energisikkerhed," sagde Solarias administrerende direktør Suvi Sharma. »Ifølge Verdensbanken skal vi producere mindst 50 procent mere mad i 2050 for at følge med den voksende befolkning. Vi er alt for bekendt med den kritiske betydning af at skabe en mere bæredygtig energifremtid. At kunne håndtere både afgrødeudbytte og klimaændringer med ét produkt er revolutionerende."
De to virksomheder bruger Solarias proprietære cellebehandlingsteknologi og Solicultures selvlysende solar-koncentratorteknologi.
"Sammen tilbyder de kunderne en kombineret værdi af højeffektive, æstetisk attraktive moduler til en omkostningseffektiv pris med et ændret lysspektrum optimeret til plantevækst og samtidig generere elektricitet," hedder det i nyhedsmeddelelsen. "Dette produkt opfylder landmændenes og deres virksomheders unikke behov for et materiale, der har neutrale virkninger på planter, men som også genererer nok strøm til at gøre det økonomisk overbevisende. Nu har drivhusavlere et stort incitament til at inkorporere integreret solcelleanlæg (BIPV) i deres landbrugsprojekter."
"Landmænd er vor tids uanerkendte helte, men de vil ikke være i stand til at følge med efterspørgslen, øgede omkostninger og forværrede vækstbetingelser på grund af klimaændringer, medmindre vi skaber innovationer for at hjælpe dem," sagde Glenn Alers, Solicultures præsident og administrerende direktør. "Dedikeret forskning og mange års PV-erfaring kombineret har gjort det muligt for Soliculture og Solaria at give drivhusavlere et nyt værktøj, der kan give dem den økonomiske fordel ved solenergiproduktion sammen med forbedret landbrugsproduktion på samme fodaftryk. Dette er fremtiden for solenergi, og det er nu fuldt tilgængeligt for landmænd til at udnytte incitamenter, spare energi og spare penge."
Alers sagde, at virksomhedens Greenhouse Integrated Photovoltaic (GIPV) paneler "muliggør strømproduktion direkte over plantevækst. Drivhuset giver en ideel struktur til at understøtte panelerne, hvorfor der ikke kræves yderligere reoler eller støtte, hvilket skaber en ideel placering for BIPV."
Corrado sagde, at Soliculture kom sammen efter forskning udført ved University of California, Santa Cruz.
"Forskningen blev støttet af tilskud i en årrække," sagde hun. "En
af vores største udfordringer var at skære og skære solcellerne i skiver for at lave dem i tynde strimler. Det er en rigtig dyr del af processen. Udskæring koster mere end selve solpanelerne. Solaria udviklede tilfældigvis teknologi til udskæring og terning. Maskineriet, de skal lave, er fuldstændig automatiseret.
"(Solarias) teknologi blev udviklet til et helt andet formål end vores," sagde Corrado. "De fandt ud af, at vi havde forsket i at dyrke planter, og det gav dem adgang til et nyt landbrugsmarked, som tidligere var svært for dem. Det er et gensidigt fordelagtigt partnerskab.”
Avlerforsøg
Soliculture har udført forskningsforsøg med nogle få californiske drivhusoperatører, herunder grøntsags- og kulinariske urteavlere.
Hun sagde, at Solicultures første kommercielle forsøg blev udført i et af Stuart Kitayamas drivhuse på Kitayama Brothers Farms i Watsonville, Californien.
"Vi lejede et drivhus og lavede et blandet forsøg med grøntsager, afskårne blomster og prydplanter for at lære, hvordan planter reagerer under det ændrede spektrum af vores paneler, sammenlignet med en kontrol," sagde Corrado. "I 2015 var Stuart den første kommercielle avler til at købe et drivhus integreret solcellesystem fra os."
Soliculture samarbejdede også med Van Wingerden drivhusdrift nær Santa Maria, Californien, ejet af Rene Van Wingerden og ledet af hans søn, Ivor.
"Vi prøvede vores røde paneler i et 5,000 kvadratmeter stort drivhus for at overvåge agurkeproduktionen og plantekarakteristika for de planter, der dyrkes under vores paneler, sammenlignet med en kontrol af agurker dyrket under en tilstødende højderyg med klare paneler, i samme drivhus,” sagde Corrado. "Vi har sponsoreret det forsøg. Ivor har delt ressourcer med hensyn til udvælgelse af data og hjælper os med forsøget."
"Vi så, at planterne under de røde paneler viste færre tegn på stress, og afgrøden holdt længere," fortalte Ivor Van Wingerden til Vegetable Growers News. “Systemet var ikke helt ude for os til sidst, men det var meget tæt på. I fremtiden håber jeg, at de kan gøre prisen pr. kilowatt en smule mere overkommelig, fordi der er et stort potentiale.”
Oplysninger leveret af Soliculture sagde, at de positive virkninger af brugen af produktet har varieret fra tidlig afgrødemodning, sygdomsresistens og længere produktionstid. Elektricitet genereret af panelerne kan udligne drivhusets elbehov og andet elektrisk følsomt udstyr, såsom kølere, pumper og supplerende lys.
Corrado sagde, at den "største fordel" ved brugen af Soliculture/Solaria-produktet for avlere "bare er at kunne generere strøm ved at bruge deres drivhus som placering til solpaneler. Prisen på solenergi er faldet så meget i de seneste år. Solpaneler i sig selv er en lille omkostning. Reolerne og arbejdskraften til installationen udgør størstedelen af omkostningerne til solenergi i disse dage. Selve drivhusstrukturen, der er i stand til at understøtte strukturen, er gavnlig til at reducere omkostningerne." Hun sagde, at de lave trinvise omkostninger ved at installere panelerne i et nyt drivhus muliggør en tilbagebetalingstid, der er kortere end en konventionel solpaneltilgang.
Afgrødefordele
Andre fordele ved systemet er specifikke for den afgrøde, der dyrkes.
"I agurker er en af fordelene, at planterne holder længere," sagde hun. "Det går ud over den normale tre-måneders cyklus, og planterne under panelet fortsætter med at vokse i endnu en uge. En anden fordel er sygdomsresistens for planter under panelet, som også gavner, fordi du reducerer det grønne lys, der tændes for planten. Det reducerer temperaturen, der går videre til planten.
"Normalt, hvis du konverterer til et rødt lys, får du stadig den fulde intensitet af det grønne lys," men det bringer ikke så meget skade fra overskydende varme", sagde hun.
"Det er ligesom neon, når du ser det personligt under sollys," sagde hun. "Fordi vi fjerner en stor del af det grønne lys, den højeste intensitet af solspektret, reducerer du intensiteten af lyset på (planter)."
Hun sagde, at salatafgrøder dyrket under systemet "rutinemæssigt har haft en tidligere høsttid i omkring halvdelen af de testede sorter. Det kan give en tidligere høst – omkring en uge – men det afhænger selvfølgelig af sorten og forholdene.”
Hun sagde, at bestræbelserne på at gøre teknologien mere mobil og omkostningseffektiv fortsætter.
"Vi er bestemt interesserede i at udvikle mere afgrødedækning af vores produkt," sagde Corrado. ”I øjeblikket er den drivhusklar og i drivhus nu. I fremtiden søger vi at udvikle et produkt, der ville være billigere end en drivhusstruktur, der ville gøre det muligt for en avler i stor skala at fortsætte med at dyrke afgrøder og sætte paneler i, og derudover skabe indtægter gennem salg af elektricitet, som vi udvikler vores virksomhed."
Hun sagde, at systemet ville være effektivt i en række forskellige klimaforhold.
"Ethvert sted, der har gunstig solkvalitet, vil være gunstigt for vores produkt," sagde hun.
"Det ville tilskynde til forlængelse af sæsonen i køligere miljøer med lignende fordele som tunneler. Det giver skygge, mens det tillader det korrekte fotosyntetiske lys at trænge igennem. Der er en fordel ved de situationer, hvor skygge er nødvendig. Det er næsten som om planterne ikke skygges på grund af den lyse fortsættelse. Det reducerer intensiteten og giver planterne mulighed for at trives i scenarier med høj lys."
Hun sagde, at forsøg så langt nordpå som Canada har vist, selv om vinteren, hvor lyset er lavt, har forsøg med agurk givet neutrale resultater.
"Vi er overbeviste om, at vores paneler ikke skader produktionen," sagde Corrado.
For mere information, send en mail til info@soliculture.com.