Wetenschappers van de Swansea University hebben een nieuw hulpmiddel ontwikkeld om optimale fotovoltaïsche (PV) materialen te identificeren die de groei van gewassen maximaliseren en tegelijkertijd zonne-energie opwekken.
In een recent onderzoek, gepubliceerd in Solar RRL, hebben academici van de Department of Physics van de universiteit het effect onderzocht van semi-transparante PV-materialen die boven gewassen worden geplaatst - een exemplarische toepassing van agrivoltaïek (zonnepanelen in combinatie met land- en tuinbouw).
Als onderdeel van dit werk heeft het team een innovatieve freeware tool ontwikkeld die de lichttransmissie, absorptie en stroomopwekking van verschillende PV-materialen bijna overal ter wereld voorspelt aan de hand van geografische, fysische en elektrische metingen.
Austin Kay, hoofdauteur van het onderzoek en promovendus aan de Swansea University: "Deze technologie, waarmee we veel soorten PV-materiaal kunnen vergelijken, kan ons helpen te bepalen hoe we de teelt van voedsel en het opwekken van hernieuwbare energie in balans brengen."
Een sleutelfactor voor het optimaliseren van agrivoltaïsche energie is het selecteren van het juiste PV-materiaal, waarvoor inzicht nodig is in de manier waarop het materiaal verschillende golflengten (kleuren) licht absorbeert en in de bandkloof. Een bredere bandkloof betekent dat het materiaal licht met een hogere energie en een kortere golflengte (blauw) kan absorberen, terwijl een smallere bandkloof de absorptie van licht met een lagere energie en een langere golflengte (rood) mogelijk maakt.
Door zorgvuldig PV-materialen met specifieke bandbreedtes en absorberende eigenschappen te selecteren, kunnen onderzoekers de 'kleur' van het licht dat door semi-transparante PV's wordt doorgelaten nauwkeurig afstemmen op de gewassen, die voornamelijk rood en blauw licht absorberen voor fotosynthese en groen licht reflecteren.
Projectleider, Associate Professor Ardalan Armin: "Door de combinatie van zonnepanelen en tuinbouw te optimaliseren, heeft agrivoltaics het potentieel om aanzienlijk bij te dragen aan het koolstofvrij maken van de landbouwsector. Deze aanpak genereert niet alleen schone energie, maar verbetert ook de voedselzekerheid."
Zonnepanelen of PV's kunnen op verschillende manieren in de landbouw worden toegepast om lokaal opgewekte energie te leveren met een minimaal effect op de productie van een teeltbedrijf. Ze kunnen worden bevestigd op de daken van kassen of polytunnels en kunnen ook worden gebruikt om onderdak te bieden aan vee. In ruil daarvoor kan het vee de onderhoudskosten verlagen door de vegetatie rond de panelen te eten. Zorgvuldige overweging van het soort vee is echter cruciaal, omdat sommige soorten, zoals geiten, op de PV-panelen kunnen springen en onherstelbare schade kunnen aanrichten.
Bron: Swansea University.