Theo công ty hợp tác phát triển công nghệ, một loại bảng điều khiển nhà kính thương mại mới cải thiện chất lượng ánh sáng bằng cách khuếch đại màu sắc có lợi cho cây trồng và tạo ra điện mà không gây tổn thất cho sản xuất.
Luật sư, có trụ sở tại Thung lũng Scotts, California, đã hoàn thành nhiều năm thử nghiệm trồng cây thương mại bao gồm rau, cây cảnh, hoa cắt cành và quả mọng. Công ty cho biết các cuộc thử nghiệm đã cho thấy các tấm pin gắn trực tiếp phía trên cây trồng có tác động từ trung tính đến tích cực đối với sự phát triển của cây trồng.
"phòng tắm nắng đã phát triển công nghệ hàng đầu trong ngành để sản xuất các mô-đun quang điện mặt trời được tối ưu hóa cho các ứng dụng nhà kính,” cho biết Carley Corrado, giám đốc phát triển kinh doanh của công ty.
Pin mặt trời, còn được các nhà khoa học gọi là tế bào quang điện (PV), chuyển đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng. PV lấy tên từ quá trình chuyển đổi ánh sáng (photon) thành điện năng (điện áp), được gọi là hiệu ứng PV.
“Cả nhà máy và tấm pin mặt trời đều cần ánh sáng mặt trời và trước đây chưa thể thực hiện cả hai hoạt động dưới cùng một mái nhà. Tuy nhiên, với công nghệ độc quyền của Solaria, được phát triển trong thập kỷ qua trong việc cắt, xâu chuỗi và cán các tế bào quang điện, các mô-đun quang điện nhà kính của Solaria chuyển đổi một cách hiệu quả một phần ánh sáng mặt trời thành điện năng đồng thời truyền ánh sáng chất lượng cho sản xuất nông nghiệp bên dưới các mô-đun,” theo một thông cáo báo chí. .
Corrado cho biết các mô-đun này cho phép người trồng nhà kính sản xuất điện để bù đắp nhu cầu điện của chính họ hoặc cho phép họ tạo doanh thu trên cùng diện tích hiện có của nhà kính, “tất cả mà không ảnh hưởng đến năng suất nông nghiệp của họ”.
Mùa hè năm ngoái, Solaria có trụ sở tại Fremont, California, nhà cung cấp công nghệ mô-đun năng lượng mặt trời và Soliculture, nhà cung cấp quang điện tích hợp nhà kính (GIPV) cho những người trồng nhà kính thương mại, đã đảm bảo sự hợp tác chiến lược cho các ứng dụng nông nghiệp PV.
Solaria đang cung cấp công nghệ xử lý tế bào để sử dụng cùng với công nghệ tập trung năng lượng mặt trời phát quang của Soliculture. Các mô-đun mới có thể tạo ra điện trong quang phổ ánh sáng thay đổi được tối ưu hóa cho sự phát triển của thực vật.
Liên kết công nghệ
Theo thông cáo báo chí, khoản đầu tư vốn cổ phần của Solaria vào Soliculture cho phép các công ty kết hợp công nghệ của họ để tạo ra các giải pháp quang điện cho nhà kính.
“Cùng nhau, các công ty đã hoàn thành dự án thương mại đầu tiên của họ với một trong những chủ sở hữu và người trồng nhà kính thương mại lớn nhất ở miền bắc California,” thông cáo nêu rõ. “Hệ thống này kỳ vọng sẽ mang lại lợi tức đầu tư chỉ sau sáu năm, những con số hấp dẫn đối với thị trường nông nghiệp toàn cầu ngày càng đòi hỏi khắt khe.”
“Solaria rất vui mừng được hợp tác với Soliculture để giải quyết hai trong số những vấn đề cấp bách nhất của thời đại chúng ta – an ninh lương thực và năng lượng,” cho biết Giám đốc điều hành Solaria Suvi Sharma. “Theo Ngân hàng Thế giới, chúng ta cần sản xuất thêm ít nhất 50% lương thực vào năm 2050 để theo kịp tốc độ dân số ngày càng tăng. Tất cả chúng ta đều quá quen thuộc với tầm quan trọng của việc tạo ra một tương lai năng lượng bền vững hơn. Có thể giải quyết cả năng suất cây trồng và biến đổi khí hậu bằng một sản phẩm là một cuộc cách mạng.”
Hai công ty đang sử dụng công nghệ xử lý tế bào độc quyền của Solaria và công nghệ tập trung năng lượng mặt trời phát quang của Soliculture.
“Cùng nhau, họ mang đến cho khách hàng giá trị tổng hợp của các mô-đun hiệu quả cao, hấp dẫn về mặt thẩm mỹ với mức giá hợp lý với quang phổ ánh sáng thay đổi được tối ưu hóa cho sự phát triển của thực vật đồng thời tạo ra điện,” thông cáo báo chí cho biết. “Sản phẩm này đáp ứng nhu cầu đặc biệt của nông dân và doanh nghiệp của họ về một loại vật liệu có tác dụng trung tính đối với cây trồng nhưng cũng tạo ra đủ năng lượng để khiến nó trở nên hấp dẫn về mặt kinh tế. Giờ đây, những người trồng nhà kính có động lực lớn để kết hợp xây dựng hệ thống quang điện tích hợp (BIPV) vào các dự án nông nghiệp của họ.”
“Nông dân là những anh hùng không được công nhận của thời đại chúng ta nhưng họ sẽ không thể theo kịp nhu cầu, chi phí tăng cao và điều kiện trồng trọt ngày càng tồi tệ do biến đổi khí hậu trừ khi chúng ta tạo ra những đổi mới để giúp họ”, ông nói. Glenn Alers, chủ tịch của Soliculture và Giám đốc điều hành. “Nghiên cứu chuyên tâm và nhiều năm kinh nghiệm về quang điện kết hợp đã cho phép Soliculture và Solaria cung cấp cho người trồng nhà kính một công cụ mới có thể mang lại cho họ lợi ích kinh tế từ việc sản xuất năng lượng mặt trời, cùng với việc cải thiện sản xuất nông nghiệp, trên cùng một diện tích. Đây là tương lai của năng lượng mặt trời và hiện tại nó đã sẵn sàng để nông dân tận dụng các ưu đãi, tiết kiệm năng lượng và tiết kiệm tiền.”
Alers cho biết các tấm quang điện tích hợp nhà kính (GIPV) của công ty “cho phép sản xuất điện ngay trên mức tăng trưởng của nhà máy. Nhà kính cung cấp một cấu trúc lý tưởng để hỗ trợ các tấm pin, do đó không cần thêm giá đỡ hoặc giá đỡ nào để tạo ra một vị trí lý tưởng cho BIPV.”
Corrado cho biết Nghề trồng trọt đã kết hợp với nhau sau nghiên cứu được thực hiện tại Đại học California, Santa Cruz.
Bà nói: “Nghiên cứu này đã được hỗ trợ bởi các khoản tài trợ trong nhiều năm. "Một
trong những thách thức lớn nhất của chúng tôi là cắt và cắt nhỏ pin mặt trời để biến chúng thành những dải mỏng. Đó là một phần thực sự tốn kém của quá trình. Việc cắt lát tốn nhiều chi phí hơn bản thân các tấm pin mặt trời. Solaria tình cờ phát triển công nghệ cắt và thái hạt lựu. Máy móc họ phải làm việc đó hoàn toàn tự động.
Corrado cho biết: “Công nghệ của Solaria được phát triển cho mục đích hoàn toàn khác với mục đích của chúng tôi. “Họ nhận thấy chúng tôi đang nghiên cứu về trồng cây và điều đó cho phép họ tiếp cận thị trường nông nghiệp mới, điều mà trước đây rất khó khăn đối với họ. Đó là sự hợp tác đôi bên cùng có lợi.”
Thử nghiệm của người trồng
Nghề trồng trọt đã tiến hành thử nghiệm nghiên cứu với một số nhà điều hành nhà kính ở California, bao gồm cả những người trồng rau và thảo mộc ẩm thực.
Cô cho biết thử nghiệm thương mại đầu tiên của Soliculture đã được thực hiện tại một trong những nhà kính của Stuart Kitayama tại Trang trại Kitayama Brothers ở Watsonville, California.
Corrado cho biết: “Chúng tôi thuê một nhà kính và thực hiện thử nghiệm kết hợp các loại rau, cắt hoa và đồ trang trí để tìm hiểu phản ứng của thực vật dưới quang phổ thay đổi của các tấm pin của chúng tôi, so với đối chứng”. “Vào năm 2015, Stuart là người trồng trọt thương mại đầu tiên mua hệ thống quang điện tích hợp nhà kính từ chúng tôi.”
Nghề trồng trọt cũng hợp tác với hoạt động nhà kính Van Wingerden gần Santa Maria, California, do Rene Van Wingerden sở hữu và do con trai ông, Ivor quản lý.
“Chúng tôi đã thử nghiệm các tấm màu đỏ trong một nhà kính rộng 5,000 foot vuông để theo dõi đặc tính cây trồng và sản lượng dưa chuột của những cây trồng bên dưới các tấm của chúng tôi, so với đối chứng dưa chuột trồng dưới một sườn núi lân cận có các tấm trong suốt, trong cùng một nhà kính,” Corrado nói. “Chúng tôi đã tài trợ cho cuộc thử nghiệm đó. Ivor đã chia sẻ tài nguyên về việc chọn dữ liệu, giúp chúng tôi trong quá trình dùng thử.”
Ivor Van Wingerden nói với tờ Tin tức Người trồng rau: “Chúng tôi thấy rằng những cây trồng dưới các tấm màu đỏ có ít dấu hiệu căng thẳng hơn và vụ mùa kéo dài hơn”. “Cuối cùng, hệ thống không hoàn toàn phù hợp với chúng tôi, nhưng nó đã rất gần. Trong tương lai, tôi hy vọng rằng họ có thể khiến giá mỗi kilowatt hợp lý hơn một chút vì còn rất nhiều tiềm năng.”
Thông tin do Soliculture cung cấp cho biết những tác động tích cực từ việc sử dụng sản phẩm này bao gồm sự trưởng thành sớm của cây trồng, khả năng kháng bệnh và thời gian sản xuất dài hơn. Điện do các tấm pin tạo ra có thể bù đắp nhu cầu điện của nhà kính và các thiết bị nhạy cảm về điện khác như máy làm mát, máy bơm và đèn bổ sung.
Corrado cho biết “lợi thế lớn nhất” khi sử dụng sản phẩm Soliculture/Solaria cho người trồng trọt “là có thể tạo ra điện bằng cách sử dụng nhà kính của họ làm nơi đặt các tấm pin mặt trời. Chi phí năng lượng mặt trời đã giảm rất nhiều trong những năm gần đây. Bản thân các tấm pin mặt trời là một chi phí nhỏ. Ngày nay, giá đỡ và nhân công lắp đặt chiếm phần lớn chi phí cho năng lượng mặt trời. Bản thân cấu trúc nhà kính có khả năng hỗ trợ cấu trúc này sẽ mang lại lợi ích trong việc giảm chi phí.” Bà cho biết chi phí gia tăng thấp khi lắp đặt các tấm pin trong nhà kính mới cho phép thời gian hoàn vốn ngắn hơn so với phương pháp sử dụng pin mặt trời thông thường.
Lợi ích cây trồng
Những ưu điểm khác của hệ thống là dành riêng cho loại cây trồng đang được trồng.
Bà nói: “Ở dưa chuột, một trong những lợi thế là cây sẽ tồn tại lâu hơn. “Nó vượt xa chu kỳ ba tháng thông thường và những cây bên dưới tấm pin tiếp tục phát triển thêm một tuần nữa. Một ưu điểm khác là khả năng kháng bệnh của cây bên dưới tấm che cũng có lợi vì bạn đang giảm ánh sáng xanh chiếu vào cây. Nó làm giảm nhiệt độ đi vào nhà máy.
Bà nói: “Thông thường, nếu chuyển sang đèn đỏ, bạn vẫn nhận được toàn bộ cường độ của đèn xanh,” nhưng nó không mang lại nhiều thiệt hại do nhiệt độ quá cao”.
“Nó giống như đèn neon khi bạn tận mắt nhìn thấy nó dưới ánh sáng mặt trời,” cô nói. “Bởi vì chúng tôi đang loại bỏ một phần lớn ánh sáng xanh, cường độ cao nhất của quang phổ mặt trời, nên bạn sẽ giảm cường độ ánh sáng trên (thực vật).”
Bà cho biết cây rau diếp được trồng theo hệ thống này “thường có thời gian thu hoạch sớm hơn ở khoảng một nửa số giống được thử nghiệm. Nó có thể mang lại vụ thu hoạch sớm hơn – khoảng một tuần – nhưng tất nhiên điều đó phụ thuộc vào giống và điều kiện.”
Bà cho biết những nỗ lực nhằm làm cho công nghệ trở nên di động hơn và tiết kiệm chi phí hơn vẫn đang tiếp tục.
Corrado cho biết: “Chúng tôi chắc chắn quan tâm đến việc phát triển thêm loại che phủ cây trồng cho sản phẩm của mình. “Hiện tại, nó đã sẵn sàng cho nhà kính và đang ở trong nhà kính. Trong tương lai, chúng tôi đang tìm cách phát triển một sản phẩm rẻ hơn cấu trúc nhà kính cho phép người trồng trọt trên quy mô lớn tiếp tục trồng trọt và lắp đặt các tấm pin, đồng thời tạo doanh thu thông qua việc bán điện theo cách chúng tôi đang phát triển công ty của chúng tôi.”
Bà cho biết hệ thống này sẽ có hiệu quả trong nhiều điều kiện khí hậu khác nhau.
Bà nói: “Bất kỳ nơi nào có chất lượng mặt trời thuận lợi sẽ thuận lợi cho sản phẩm của chúng tôi.
“Nó sẽ khuyến khích kéo dài mùa vụ trong môi trường mát mẻ hơn, với những lợi ích tương tự như đường hầm. Nó cung cấp bóng râm trong khi cho phép ánh sáng quang hợp thích hợp đi qua. Có một lợi ích cho những tình huống cần che nắng. Gần như là cây không bị che bóng do ánh sáng tiếp tục chiếu vào. Nó làm giảm cường độ và cho phép thực vật phát triển mạnh trong điều kiện ánh sáng cao.”
Cô cho biết các thử nghiệm ở xa về phía bắc như Canada đã cho thấy, ngay cả trong mùa đông, khi ánh sáng yếu, các thử nghiệm dưa chuột đều mang lại kết quả trung tính.
Corrado cho biết: “Chúng tôi tin tưởng rằng các tấm pin của chúng tôi không gây hại cho hoạt động sản xuất.
Để biết thêm thông tin, hãy gửi email tới info@solicculture.com.