- 使用半透明太陽能電池板可提高西蘭花的光合作用效率。
- 這些電池板在發電同時可增強作物的藍色和紅色波長。
- 研究顯示，西蘭花的生長大小與傳統種植相當，但成熟時間延長。
- 未來需進一步測試不同作物對不同配置的反應。
根據瑞典的一項新研究，在洋葱下方生長的西蘭花在使用陽光效率上比在開放環境中生長的植物更高。這些半透明的太陽能電池板在發電的同時，增強了到達作物的藍色和紅色波長。研究發現，作物使用陽光的效率提高了 4.5 倍。最終，這些西蘭花的生長大小與傳統種植的植物相當，雖然成熟時間延長了 25 天。這些電池板為農民提供了一種在維持作物產量的同時收穫可再生能源的潛在方式。
半透明電池板的優勢
瑞典馬拉達倫大學的作者 Silvia Ma Lu 表示，這些電池板將部分陽光轉換為電能，並讓其餘的陽光照射到下方的作物上。更廣泛的目標是測試陽光是否可以更有效地使用，通過將其光譜的不同部分分配給植物生長或發電。傳統的電池板已經使農民能夠在有足夠空間的土地上發電，並可以為作物遮擋強烈的陽光、雹子和大雨。然而，標準的深藍色電池板通常是不透明的，這可能會造成過多的陰影，降低某些作物的產量。
半透明和有色電池板可以幫助緩解這一問題。
為了測試這一概念，研究團隊選擇了西蘭花，這是一種在全球廣受歡迎且適合瑞典實驗農場氣候的營養作物。研究團隊建造了兩套半透明的洋紅色電池板系統，每個系統約為 20 x 20 米，並具有不同的透明度。第三個地塊則將西蘭花完全暴露在陽光下。研究人員在 2024 年的生長季節中比較了三個地塊的西蘭花，並跟蹤了空氣溫度、相對濕度和土壤濕度，以及作物產量、營養成分和植物進行光合作用的效率。
未來的研究方向
Ma Lu 表示，儘管透明度水平不同，西蘭花在這兩種系統下的表現相似。她指出，擁有更高密度光伏電池的電池板可以產生更多電力。她警告說，這些結果是針對實驗條件的特定情況，應在其他生長季節和系統配置中進行驗證。Ma Lu 強調，農業光伏設計並非一刀切的解決方案。「沒有一種農業光伏設計能在所有地方達到最佳效果。」她說。進一步的研究需要關注不同作物對不同配置和氣候的反應，以及設計能在農業產出與可再生電力之間取得平衡的系統。
Ma Lu 表示，測試的系統是研究原型，尚需在多個生長季節進行更大規模的測試。如果大規模商業化，這些電力理論上可以用於灌溉、機械或冷卻和儲存系統，或供應給電網。這將降低農民的電費，甚至為他們提供額外的收入來源。她的團隊已經開始在受控實驗室環境中測試洋紅色、紅色和藍色電池板，避免使用未經這些電池板過濾的光。Ma Lu 表示，類似於這些原型的設計可能更適合於社區花園或溫室屋頂等較小的應用，而不是目前的大型農業區域。
該研究於 10 月 2 日發表在 Cell Press 期刊《Cell Reports Physical Science》中。
項目 規格 光伏電池類型 半透明 系統面積 20 x 20 米
農業與可再生能源的結合前景
這項研究展示了將可再生能源技術應用於農業的潛力，特別是在提高作物生長效率方面。半透明的太陽能電池板不僅能發電，還能改善作物的光照條件，這對於農業生產具有重要意義。隨著全球對可持續農業和能源的需求增加，這種技術的商業化可能會為農民提供新的收入來源，並降低他們的運營成本。進一步的研究將有助於確定最佳的技術配置，以滿足不同作物和環境的需求。