Güneş Paneli İnovasyonu Enerji Üretiminin Yanı Sıra Bitki Yetiştirilmesine de Olanak Sağlıyor

1
626
güneş paneli inovasyonu

Güneş enerjisi, mevcut en temiz ve en yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olmasına rağmen güneş enerji sistemlerini kurmak için gereken alan güneş paneli uygulamalarının önünde bir problem oluşturabilir.

Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi İleri Teknoloji Enstitüsünden (USTC) araştırma görevlisi Jan Igenhoff, “ Tarım arazilerinin kısıtlı olduğu ülkelerde güneş paneli yatırımları gerçekçi değil. Tarım arazisi alanlarına tipik olarak monte edilen güneş panellerine bakarsanız, bu panellerin altında çok fazla şey üretemezsiniz. Bu nedenle çiftçiler topraklarından vazgeçmek zorunda kalırlar. ”

Bahsedilen sorunu çözmek için Jan Igenhoff, meslektaşı PhD Wen Liu ve USTC’den bir ekip ile aynı arazide eş zamanlı güneş enerjisi üretimi ve bitki büyümesini sağlayan yeni güneş paneli sistemi olan Solar Concentrator Photovoltaic’i geliştirdi. Ekip şuanda tarım arazilerini iyileştirme ve sürdürme ihtiyacında olan Çin Halk Cumhuriyetinde kurulu olan dört çalışma prototipine sahiptir. 2019 ve 2020 yılları için planan iki tane kurulumları olan ekip, sistemlerini ticari olarak kullanılabilir hale getirmeyi hedefliyorlar. Sistemin ticari bir değer taşıması için Wen Liu’nun başkanı olduğu Fuyang Angkefeng Optoelektronik Teknoloji A.Ş’de başlangıç oluşturdular. İnovasyon, 2017 yılında R&D 100 ödülünü aldı.

Solar Concentrator Photovoltaic Nasıl Çalışır?

Igengoff, sistemlerinin güneşin sağladığı ışığın %100’üne ihtiyaç duymadığı fikrine inanıyor. Igenoff, “ bitkiler ışığın yalnızca %10’una, biraz mavi ışığa ve biraz da kırmızı ışığa ihtiyaç duyuyorlar. Güneş panelleri yarı saydam olarak tasarlanabilir. Panele ulaşan ışığın belli bir miktarı bitkinin büyümesi izin verirken geri kalan ışık güneş enerjisi bağlamında kullanılabilir.” dedi.

Solar Concentrator PhotovoltaicSistem, dikloit çok tabakalı bir film oluşturmak suretiyle bir araya getirilen çeşitli polimer tabakaların oluşturduğu bir filmle kaplanmış kavisli dinamik de oluşturuldu. Bu yapı sadece fotosentez ve bitki büyümesi için gerekli olan dalga boylarında ki ışığın seçiçi iletilmesine izin verir. Geri kalan tüm güneş ışığı, fotovoltaik enerji üretimi için güneş pillerini yoğunlaştırmaya odaklanmıştır. Çift izleme sistemi, yansıyan dalga boylarının gün boyunca yoğunlaşan güneş hücrelerine odaklanmasını sağlamaktadır.

Sistem ayrıca mevsimler için de ayarlanabilir

Sistem, içerisinde bulunan şart ve durumlara göre ışık miktarını bölebilir. Kış aylarında, üretilen elektrik, kırmızı ve mavi LED ile bitkilere ekstra ışık sağlamak için ek olarak kullanılabilirken; yaz aylarında, güneş ışığının büyük ölçüde mevcut olduğu durumlarda, güneş ışığı daha çok elektrik üretimi için kullanılabilir. Elektrik, bitki sağlığı üzerinde olumsuz bir etkiye sahip değildir.

Igenhoff, “ Farklı türde bitkilerin ihtiyaçlarını inceledik. Domates biraz daha fazla kırmızı ışığa ihtiyaç duyarken marul biraz daha fazla mavi ışığa ihtiyaç duyabilir. Sistemin yönlendireceği ışığı, bitkinin ihtiyaçlarına göre şekillendirebilirsiniz. Bu durum çiftçiler için büyük önem arz etmektedir çünkü kimi çiftçiler domates yetiştirmek ister kimi çiftçiler de domates yetiştirmek istemez. Ve diyebiliriz ki biz -USTC ekibi- bunu başardık.

Şuanda sistem, metrekare başına 90 watt enerji üretebiliyor ancak araştırmacılar, filmlerin enerji üretimi arttırmak için ihtiyaç duydukları ışık miktarını daha kesin bir bir şekilde iletebilmek adına filmlerini optimize etmeye çalışıyorlar. İlk etapta metre kare başına 120 ile 130 watt üretim hedefliyorlar.

Igenhoff, “ bilinen güneş panellerine kıyasla her zaman daha az üretim yapacağız çünkü ışığımızı aynı zamanda bitkilerle paylaşıyoruz. Avantajımız ise bu sistemi tarım arazilerinde kurabiliyor olmamız ve elektrik üretimiyle beraber bitki yetiştirebiliyor olmamızdır. Bu sistemin değerine inanıyorum. “ dedi.

Diğer Avantajlar

Güneş enerjisi üretimine ek olarak sistem, özellikle kuraklıkla boğuşan bölgelerde bitki büyümesini iyileştirmek için de kullanılabiliyor.

Igenhoff, “ Yaklaşık 5-10 yıl önce insanlar, bitkilerin mavi ve kırmızı ışıkla büyümelerine izin vermekten biraz endişe duyuyorlardı ancak şuan bitkilerin yalnızca mavi ve kırmızı ışıkla daha verimli büyüdüğünü ispatlayan birçok çalışma var. Bu durumun nedenlerinden biri yakın kızıl ötesi (NIR) ve uzak kızıl ötesi (FIR) ışıkların bitkiye ulaşmasını engellerseniz, bitkiyi ısıdan korursunuz ve su buharlaşmasını azalır. Bu da bitkiler için daha iyi büyüme olanakları sağlar.” dedi.

Araştırmacılar marul, salatalık ve su ıspanaklarını film kaplamasıyla ve filmsiz olarak büyüttüler ve marulun filmsiz 12.83 cm, filmle 17.59 cm büyüdüğünü, salatalığın filmsiz 15 cm, filmli 15.5 cm büyüdüğünü ve su ıspanağının filmsiz 11.60 cm büyüdüğünü filmle 12.67 cm büyüdüğünü gözlemlediler.

Sonraki Adımlar

Ekip şimdi, çiftçi geri bildirimine dayanarak mevcut sistemleri ayarlamayı planlıyor. Ayrıca, sistemlerin bozulmadan uzun süre bekletilmelerini ve kolayca temizlenip muhafaza edilebilmesini sağlamak için çalışmaktadır. Sistemin asya dışında da kullanılabilirliğini arttırmak için İspanya’daki potansiyel müşterilerle ve Colorodo’daki Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) ile ortak yeni prototipler oluşturmak için çalışıyor.

Ingenhoff, “ Sistemin maliyetini düşürmek araştırma ekibimizin hedefidir. Sistemi daha geniş alanlara kurduğunuzda maliyetin nasıl düşebileceğini anlamamız gerekiyor. Şu anda maliyetler iyi, ancak bu ürünü daha büyük ölçekte tanıtmak istediğimizde maliyeti düşürmemiz gerekecek. Filmi daha uygun hale getirmek için çalışıyoruz, böylece daha fazla insan bunu kullanabilecek.” dedi.

Kaynak: rdmag

1 YORUM

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here