Gewächshäuser und Sonnenkollektoren müssen in Bereichen mit viel Sonnenlicht aufgestellt werden - warum also nicht beide kombinieren? Halbtransparente Solarzellen könnten in die Glasdachplatten von Gewächshäusern integriert werden und Licht mit Wellenlängen einfangen, die Pflanzen sowieso nicht nutzen. Forscher der North Carolina State University entwickelten ein Modell ihrer Funktionsweise und stellten fest, dass die Zellen in einigen Klimazonen genug Sonnenenergie produzieren können, um das Gewächshaus vollständig autark zu machen.
Le Solarzellen Bio (OSC) haben einige Vorteile gegenüber anderen Projekten. Sie gewinnen Energie aus Sonnenlicht, können jedoch flexibler, transparenter (oder zumindest halbtransparenter) gemacht und so konfiguriert werden, dass sie nur bestimmte Wellenlängen des Lichts absorbieren. Dies macht sie möglicherweise perfekt für Gewächshausdächer - sie können das meiste Licht für Pflanzen durchlassen und gleichzeitig genug ernten, um einen Teil des Energiebedarfs der Anlage auszugleichen.
"Pflanzen verwenden nur bestimmte Wellenlängen des Lichts für die Photosynthese. Die Idee ist, Gewächshäuser zu schaffen, die Energie aus diesem nicht verwendeten Licht ziehen und gleichzeitig den größten Teil des photosynthetischen Lichtbandes passieren lassen."er sagt, Brendan O'Connor, Autor der Studie. "Bisher war jedoch unklar, wie viel Energie ein Gewächshaus mit diesen halbtransparenten organischen Solarzellen aufnehmen kann."
Semitransparente Solarzellen: die Tests
Um diese Frage zu beantworten, berechneten die Forscher, wie viel Energie in einem Gewächshaus mit OSC auf dem Dach ankommen würde, verglichen mit dem Energieverbrauch, den es normalerweise verbrauchen würde. Die Idee war, den Punkt zu finden, an dem das Gewächshaus energieneutral wird - das heißt, es erzeugt genug Energie von der Sonne, um sich selbst vollständig mit Strom zu versorgen.
Für diese Studie wurden die Gewächshäuser anhand der Energie modelliert, die für den Anbau von Tomaten an drei Standorten mit unterschiedlichem Klima benötigt wird. Das Team stellte fest, dass die Auswirkungen auf die von Pflanzen empfangene Lichtmenge minimal sind, die Vorteile jedoch bei weitem überwiegen. An sonnigen Orten könnte beispielsweise ein Gewächshaus mit halbtransparenten Solarzellen energieneutral werden und nur 10 Prozent des Bedarfs an Lichtpflanzen blockieren. Dies sollte die Pflanzen nicht beeinträchtigen, sagt das Team.
An kälteren Orten wäre es nicht möglich, eine Energie-Neutralität zu erreichen, aber die halbtransparenten Paneele würden den Energiebedarf eines Gewächshauses um die Hälfte reduzieren.
