חוקרים הוכיחו כי השימוש בפאנלים סולאריים כהים ושקוף יכול בו זמנית לייצר חשמל ולייצר יבולים מזינים, מה שמוביל לסיכויי הכנסה גבוהים יותר לחקלאים ולמקסום השימוש בקרקע חקלאית.
על ידי מתן אפשרות לחקלאים לגוון את תיקי ההשקעות שלהם, מערכת חדשנית זו יכולה לספק הגנה פיננסית מפני תנודות במחירי השוק או שינויים בביקוש, ולצמצם סיכונים הקשורים לאי-אמינות האקלים. בקנה מידה גדול יותר זה יכול להגדיל מאוד את יכולת אספקת החשמל הסולארי לייצר חשמל מבלי להשפיע על הייצור החקלאי.
זו לא הפעם הראשונה שפאנלים סולאריים שקופים למחצה משמשים לייצור יבולים וחשמל בו זמנית, טכניקה הידועה בשם אגרופוטו-וולטאי. אבל בעיבוד חדשני, החוקרים השתמשו בלוחות בצבע כתום כדי להפיק את המרב מאורכי הגל (או הצבעים) של האור שעשויים לעבור דרכם.
פאנלים סולאריים כהים סופגים אורכי גל כחולים וירוקים כדי לייצר חשמל. אורכי גל כתומים ואדומים עוברים, ומאפשרים לצמחים למטה לגדול. בעוד גידולים הגדלים במערכות חקלאיות סטנדרטיות מקבלים פחות ממחצית האור הכולל שלהם, הצבעים העוברים דרך הלוחות הם אלה המתאימים ביותר לצמיחתם.
"עבור יבול בעל ערך גבוה כמו בזיליקום, הערך של ייצור חשמל פשוט מפצה על אובדן ייצור ביומסה מפאנלים סולאריים כהים. עם זאת, כאשר גידולים כגון תרד הם בעלי ערך נמוך יותר, יש לכך יתרונות כספיים משמעותיים. החוקר הראשי ד"ר פאולו בומבלי מהמחלקה לביוכימיה באוניברסיטת קיימברידג 'אמר.
בתנאי גידול רגילים, הערך המשולב של תרד וחשמל המיוצרים באמצעות מערכת PV חקלאית כהה גבוה ב -35% מגידול תרד בלבד. לשם השוואה, הרווח הכספי הכולל עבור בזיליקום גדל בדרך זו הוא רק 2.5%. החישוב משתמש במחירי השוק הנוכחיים: בזיל נמכר בערך פי חמישה מתרד. ערך החשמל המיוצר מחושב בהנחה שהוא יימכר לרשת הלאומית האיטלקית, שערכה את המחקר.
"החישובים שלנו הם אומדן שמרני למדי של הערך הכספי הכולל של המערכת. למעשה, אם חקלאים קנו חשמל מהרשת הלאומית כדי להפעיל את בתיהם, היתרונות יהיו גדולים יותר", אמר פרופסור כריסטופר האו, אוניברסיטת קליפורניה, ארה"ב. במחקר השתתפה גם המחלקה לביוכימיה של אוניברסיטת קיימברידג'.
המחקר מצא כי בזיליקום שגדל תחת פאנלים סולאריים כהים היה תשואה נמוכה ב -15 אחוזים ותרד נמוך בכ -26 אחוזים מתנאי הגידול הרגילים. עם זאת, שורשי תרד גדלים הרבה פחות מגבעולים ועלים: פחות אור זמין, והצמח משקיע אנרגיה בגידול "פאנלים ביו-סולאריים" כדי ללכוד את האור.
ניתוח מעבדה של עלי תרד ובזיליקום שגדלו מתחת לצלחות הראה כי לשניהם היו ריכוזי חלבון גבוהים יותר. החוקרים מאמינים כי צמחים עשויים לייצר חלבונים נוספים כדי לשפר את יכולתם לבצע פוטוסינתזה בתנאי אור מופחתים. כדי להכיל את האור המופחת, תרד מייצר גבעולים ארוכים יותר שהופכים את הקציר לקל יותר על ידי הרמת העלים מהאדמה.
"מנקודת מבט של חקלאי, זה מועיל אם עלים ירוקים שלך יש עלים גדולים יותר, החלק האכיל של הצמח שניתן למכור. ככל שהביקוש העולמי לחלבון ימשיך לגדול, ניתן להגדיל את החלבון בגידולי צמחים טכנולוגיית התוכן תהיה גם מועילה מאוד."
המחברת הראשית של המחקר, ד " ר אלינור תומפסון מאוניברסיטת גריניץ ', אמרה: " עם גידולים כה רבים הגדלים כיום תחת כיסוי שקוף כלשהו, אין אובדן קרקע לייצור אנרגיה נוסף באמצעות פאנלים סולאריים צבעוניים ".
כל הצמחים הירוקים ממירים אור מהשמש לאנרגיה כימית המתדלקת את צמיחתם באמצעות פוטוסינתזה. הניסויים בוצעו באיטליה באמצעות שני גידולי ניסוי. תרד (תרד אולרצ'ה) מייצג יבול חורפי: הוא גדל עם פחות אור שמש וסובל מזג אוויר קר. בזיליקום (בזיליקום אוסימום) מייצג יבול קיץ הדורש הרבה אור וטמפרטורות גבוהות יותר.
החוקרים דנים כעת בניסויים נוספים של המערכת כדי לראות עד כמה המערכת עובדת על גידולים אחרים, וכיצד גידול תחת אור אדום וכתום בעיקר משפיע על גידולים ברמה המולקולרית.