İsveç'teki Mälardalen Üniversitesi araştırmacıları, tarım arazilerinin aynı anda hem gıda üretimi hem de elektrik üretimi amacıyla kullanılmasını sağlayan yarı şeffaf ve pembe (magenta) renkli yeni bir güneş paneli teknolojisini test etti. Cell Reports Physical Science dergisinde yayımlanan çalışmanın temel hedefi, yenilenebilir enerji tesisleri ile tarım alanları arasındaki arazi rekabetini azaltmak.
Şeffaf pembe paneller ışık spektrumunu iki alana paylaştırıyor
Dr. Silvia Ma Lu koordinatörlüğünde yürütülen projede, bitkilerin fotosentez sürecinde ağırlıklı olarak mavi ve kırmızı ışık spektrumunu kullanması esas alındı. Panellerde kullanılan kadmiyum tellür içerikli ince şeritler, elektrik üretimi için güneş ışığının bir kısmını emerek yeşil spektrumu tutuyor; buna karşılık bitkilerin gelişimi için gerekli olan kırmızı ve mavi ışığın altta geçmesine imkân tanıyor. Böylece ışık spektrumu iki farklı kullanım alanı için paylaştırılıyor.
Brokoli testlerinde benzer rekolte elde edildi
Sistemin saha performansını ölçmek amacıyla 20'şer metrekarelik üç farklı alanda brokoli yetiştirildi. Açık alandaki kontrol grubu ile %50 ve %70 şeffaflıktaki pembe panellerin altındaki yetiştirme süreçleri kıyaslandı. Elde edilen sonuçlar öne çıkan bazı noktalara dikkat çekti:
- Panellerin altındaki ürünlerin olgunlaşma süresi 25 gün uzadı
- Toplam rekolte, açık alandaki üretimle benzer seviyelerde kaldı
- Panellerin altındaki bitkilerin mevcut ışığı kullanım verimliliği 2,8 ila 4,5 kat arttı
Üretim verimi ve maliyet dengesizliği sürüyor
Teknolojinin yaygınlaşmasının önünde bazı teknik ve ekonomik engeller bulunuyor. Aslen bina mimarisi için geliştirilen mevcut pembe paneller, yeşil ışığı enerjiye dönüştürme konusunda henüz tam optimize edilmiş değil. Sezon boyunca hektar başına 224,7 MWh elektrik üreten sistem, aynı boyuttaki geleneksel panellere kıyasla yaklaşık 100 MWh daha az enerji sağladı.
Bağımsız uzmanlar, sistemin getirdiği ek karmaşıklığın tarımsal katkı ile elektrik kaybı arasındaki dengeyi ne kadar karşılayabildiğinin ayrıca değerlendirilmesi gerektiğine dikkat çekti.
Nerelerde kullanılması bekleniyor?
Araştırma ekibi, prototipin mevcut haliyle devasa tarım arazilerinden ziyade şu alanlar için daha elverişli olduğunu ifade etti:
- Sera çatıları
- Kent içi toplu bahçeler
- Küçük ölçekli tarım alanları
Gelinen nokta, ışık spektrumunu bölerek hem yeşil enerji hem de gıda üretimini destekleyen sürdürülebilir bir modelin altyapısını oluşturuyor.
