Жұмыс істейтін Солтүстік Каролина штаты университетінің зерттеушілер тобы органикалық фотоэлемент (OPV) компаниясы NextGen Nano, жылыжайларға жартылай мөлдір органикалық күн батареяларын (OSC) қосу өсірушілерге электр энергиясын өндіруге және бір мезгілде салат өсіруге, парниктік энергияға деген қажеттілікті төмендетуге мүмкіндік беретіндігін көрсетті. Нәтижелер тұрақты жылыжай өсіруде электр қуатын өндіруге негіз болады.
Жарияланған ғылыми-зерттеу Физикалық ғылым туралы жасушалық есептер, қызыл салаттың күн энергиясын өндіруге пайдаланылатын жарық толқынының ұзындығын сүзетін OSC бар жылыжайларда өсіруге болатындығын анықтады. Бұл өсімдіктің өнімділігін төмендетпей, электр энергиясына деген жоғары сұранысын орындау үшін жылыжайларда мөлдір күн батареяларын қолданудың орындылығын көрсетеді.
30 күн ішінде салаттың төрт тобы OSC сүзгілері арқылы түрлі ашық түсті композицияларда өсірілді. Бұған ақ жарықтың барлық спектріне ұшыраған бақылау тобы кірді. Бақылау тобы мен эксперименттік топтар арасында жаңа салмақтағы немесе хлорофиллді құрамнан айтарлықтай айырмашылық табылған жоқ, бұл электр энергиясын өндіруге қажет жарық спектрінің таңдамалы бөліктерін алып тастау дақылдың өсуіне әсер етпеді деген болжам жасады. Жиналған толқын ұзындығын жылыжай өсіруге қажет энергияны қажет ететін жарықтандыру, жылу мен суару жүйелерін қуаттандыру үшін пайдалануға болады.
«Жылыжайлар өсімдіктерді өсіру үшін қолданылады, өйткені олар климаттың табиғи емес аймақтарында өнімділікті күрт жоғарылатады, ал әдеттегі егіншілікпен салыстырғанда суды тұтыну мен пестицидтерді пайдалануды азайтады», - деп түсіндірді NextGen Nano зерттеуші ғалым доктор Карр Хо. «Бірақ жылыжайдың шыны қабаты нашар жылу оқшаулауымен ерекшеленеді, сондықтан оңтайлы жағдайларды сақтауға көмектесетін жылыту және желдету жүйелерін орнату қажет. Қосымша жарықтандырумен қатар, бұл үлкен, тұрақсыз энергия тұтынуға әкеледі.
«Осы зерттеудің көмегімен NCSU ғалымдары дәстүрлі түрде байланысты үлкен энергетикалық қажеттіліктерсіз жылыжай өсірудің жолын тапты», - деп жалғастырды Хо. «Дұрыс оптикалық жабындылары мен дизайн ерекшеліктері бар OSC-терді пайдалану арқылы өсірушілер жылыжайда жарық беруді, электр қуатын өндіруді және жылу жүктемелерін энергияны аз пайдалану кезінде жоғары өнімділігі үшін басқара алады.
DBR жабындыларын пайдалану тек электр қуатын өндіруді ұлғайтуға мүмкіндік беріп қана қоймай, оны жылыжайда қызып кетуді азайтуға да қолдануға болады. Сакраментодағы (Калифорния) жылыжай үшін жылыжайдың қызып кету уақытын DIR жарықтандыратын DBR реттелген OSC пайдаланған кезде 280-ден 82 сағатқа дейін қысқартуға болатындығын көрсетеміз. Бұл энергия қажеттілігіне үлкен әсер етпесе де, өсімдік шаруашылығын жақсартуға мүмкіндік береді.
Ақырында, аз қабатты қабат ретінде жұмыс істей алатын OSC электродтарын пайдалану жылыжайды жылыту жүктемесін айтарлықтай төмендететіні көрсетілген. Өсімдіктердің өнімділігіне байқалатын минималды әсерді электр энергиясын өндірумен және ST-OSC пайдалануымен жылу менеджментін жақсартумен біріктіру, OSC-ді жылыжайлармен интеграциялау экологиялық тұрақты жоғары қарқындылыққа негізделген парниктік ауыл шаруашылығына қол жеткізудің перспективалық стратегиясы болып табылады.
«Жылыжайларда өндіріс өнімділігін арттыруға қабілетті OSC-терді дамыту үшін қосымша зерттеулер қажет. Бірақ NextGen Nano қолдауымен жүргізілген зерттеулер OSC-ді жылыжай өсіруге интеграциялау тұрақты, жоғары интенсивті жылыжайға негізделген ауыл шаруашылығына қол жеткізудің перспективалық стратегиясы болып табылады ».
Осы жұмысты қолдаудан басқа NextGen Nano патенттелген OPV құрылғысын жасады, оны күн энергиясының келесі буынында қолдануға болады. Бұл технология қорғасын перовскиттері сияқты улы ауыр металдардан жасалған дәстүрлі сынғыш күн батареяларын ауыстыру мақсатында икемді, берік, жерге бейім биополимерлерден жасалған.
Жылыжайдағы жарық қажеттілігі географиялық орналасуы мен егінге байланысты болады. Салаттың ST-OSCs астында жақсы өсетіні көрсетілгенімен, көлеңкеге төзімді дақыл екені белгілі.7 Жарықтандыруды қажет ететін өсімдіктер үшін ST-OSC құрылғысының баламалы құрылымдары мен белсенді қабаттары қажет болуы мүмкін. Жылыжайдың орналасуы сонымен қатар жылыжайға түсетін күн радиациясының, сонымен қатар кеңістіктің жылыту және салқындату қажеттіліктерін ескертеді. Бұл бөлімде біз өсімдік шаруашылығына, электр энергиясын өндіруге және құрылыстың жылу жүктемесіне әсер ететін ST-OSC жобасын қарастырамыз.
Зерттеу жұмысының толық нұсқасын Ұяшықтар туралы есептерде алуға болады сайтқа. NextGen Nano-ның басқа өнімдері туралы қосымша ақпарат алу үшін компанияның веб-сайтына кіріңіз http://nextgen-nano.co.uk/.