有別於傳統光伏裝置,智慧太陽能溫室發電、種植兩不誤

作者 | 發布日期 2017 年 11 月 07 日 8:30 | 分類 光電科技 , 太陽能 , 能源科技 follow us in feedly

太陽能電池板發展用來供應家庭電力已有一段時間,應用在溫室並不常見,但是,建設溫室的位置一定有充足的陽光照射,是否能加以利用?加州大學聖克魯茲分校的科學家便透過一種新穎的波長選擇型光伏系統(WSPVs)技術,可讓架設在溫室屋頂的太陽能板在收集陽光能量同時,不會影響到底下農作物的生長,達到農電共生目標。



號稱比傳統光伏系統更有發電效率、成本也更低,一種相當新穎的 WSPVs 技術在 2012 年由加州大學聖克魯茲分校兩位物理學教授 Sue Carter、Glenn Alers 開發,並成立 Soliculture 公司將技術推向市場。

溫室建築的原料為玻璃或塑料,接受太陽電磁輻射而加熱,使溫室內的植物、泥土、空氣變暖,種植作物較不受氣候與季節影響,在亞熱帶和溫帶國家很流行,另外在乾燥地區還有防止水分過度蒸發的效果。

現在,科學家將透明、嵌入亮紅色發光染料的太陽能板鑲在溫室屋頂,可在吸收光線的同時將能量集中到狹窄的材料帶上產生電力,用來驅動溫室內的風扇、加熱器、供水系統等,促使溫室脫離電網不依賴化石燃料。

如同其名,波長選擇型光伏系統只會吸收藍色和綠色波長光,其餘光線則放行通過讓植物吸收成長,加州大學聖克魯茲分校邁克爾‧洛伊克(Michael Loik)教授領導的研究小組在實驗期間監控了 20 種溫室作物(番茄、黃瓜、檸檬、辣椒、草莓等)的光合作用及產量,發現 80% 作物的生長並未受到影響,甚至有 20% 作物在紅色太陽能板下長得更好。

另一個實驗中,洛伊克還發現在紅色太陽能板下種植的番茄,用水量反而比傳統溫室節省 5%。雖然洛伊克認為農作物在紅色太陽能板下生長的速度會變慢,但最後產量與品質並不會受到影響。

過去 20 年,全球溫室作物產量增加了 6 倍,占地逾 364 萬公頃,如果溫室用電未來可以自給自足,或許多少能減少溫室氣體的排放量。洛伊克表示,WSPVs 太陽能板的成本更低,每瓦約 65 美分,比傳統矽基光伏電池每瓦的成本少了將近 40%。

(首圖來源:UC Santa Cruz 影片截圖)