Växthus är en allt större del av det amerikanska jordbruket.
Det finns många fördelar med att odla grödor i växthus, men en nackdel är den energi som behövs för att viktigast, förvara dem vid en önskad temperatur. En ny studie från North Carolina State University visar att nästa generations solpaneler kan vara nyckeln till att lösa det problemet.
Växthusjordbruk kostar mer i förväg när det gäller konstruktion, men fördelarna är lockande. Temperaturer kan styras, förlänger växtsäsongen. Eftersom de är en sluten miljö, behovet av bekämpningsmedel minskar dramatiskt. Gödselmedel kan fortfarande vara nödvändigt, men det finns en minskad chans att de läcker ut i vattenkällor, så som de gör på friland gårdar. Vattenanvändningen är ofta lägre i växthus, på grund av det minskade problemet med avdunstning och avrinning. På platser med mindre idealiskt klimat eller dålig jord, ett växthus kan vara det bästa sättet att odla effektivt; holländarna har blivit extremt skickliga på detta.
Men med den energi som krävs för uppvärmning under vintern och kylning under sommaren, ibland kostnaderna, både ekonomiskt och miljömässigt, kan vara bestraffande för storskaliga växthus. Vissa studier har funnit att de erforderliga energikostnaderna är flera gånger högre för växthus än för odling på friland.
Denna nya studie från North Carolina State University, fastän, ser på en lovande, om det är rå, typ av ny teknik:organiska solceller. Dessa celler är vanligtvis gjorda av plast, snarare än kiselkristaller. De erbjuder några ganska spännande möjligheter:De kan vara lättare, billigare att tillverka, och flexibel, jämfört med traditionella solpaneler. För syftet med denna studie, den mest intressanta potentiella kvaliteten är att de kan göras så att de är transparenta för att släppa igenom ljus.
Möjligheten med en genomskinlig solpanel är att den kan justeras för att släppa in tillräckligt med de speciella våglängder av ljus som en växt behöver inuti ett växthus, samtidigt som de suger in andra våglängder för att användas för energiuppsamling. Det skulle ta bort ett stort problem med att försöka använda solpaneler för att driva växthus:Du kan inte sätta typiska solpaneler på taket av ett växthus, eftersom de är ogenomskinliga och skulle blockera ljus från att komma till växterna inuti.
Forskarna körde modeller för växthus på tre platser:North Carolina, Arizona, och Wisconsin. De får alla olika mängd solljus och har olika energibehov på grund av deras olika klimat. Men lite noggrant pyssel med detaljerna om hur mycket ljus dessa nästa generations solpaneler kan absorbera, enligt dessa modeller, hjälpa till att kompensera för mycket av ett växthuss energianvändning. I Arizona, ett växthus kan vara energineutralt genom att bara blockera 10 procent av den typ av ljus som en växt använder – inte tillräckligt, säger forskarna, att påverka tillväxten negativt.
I Wisconsin, som får mindre ljus och kräver mer energi för uppvärmning och kylning, cellerna är inte riktigt så effektiva, men kan fortfarande få tag i tillräckligt med energi för att nästan halvera ett växthuss energiräkning. Det är fortfarande en stor bedrift.
Varningen, och självklart finns det en för annars skulle alla växthus redan göra detta, är att ekologiska solpaneler fortfarande är mer av ett löfte än en verklighet. Organiska solceller, enligt energidepartementet, är långt ifrån lika effektiva som den äldre stilen av solpaneler; i bästa fall, deras effektivitet är bara 11 procent, jämfört med cirka 26,7 procent för kiselsolceller. De verkar också ha en kortare livslängd än solpaneler i silikon; de har till och med kallats "engångsbruk" ibland, vilket inte är ett ord du vill se när du överväger energihållbarhet.
Men organiska solceller förbättras fortfarande rasande på grund av deras möjligheter. En av dessa möjligheter är att använda i växthus, och idén om ett energineutralt växthus skulle vara en mycket stor sak i stora delar av världen.
