A Colorado Állami Egyetem tudósai végeztekAgrárvoltaikus rendszera PV modulok alatt elhelyezkedő zöldségtermesztéssel kapcsolatos terepi kutatások változó átlátszósággal. A zöldségeket vékony fólia, félig átlátszó kadmium-tellurid (St-CdTe) modulok, 40 átlátszóságú, bifaciális monokristályos szilícium (BF-Si) modulok 5%-os átlátszóságával és átlátszatlan polikristályos modulok alatt termesztik. szilícium (O-Si) modulok 0%-os átlátszósággal.
"A félig átlátszó PV (STPV) modultechnológia potenciális megoldásként jelent meg a növénytermesztési rendszerekben a sűrű árnyék negatív hatásainak mérséklésére, miközben fenntartja a nagy modulsűrűséget" - mondták az akadémikusok. "Tudomásunk szerint ez az első olyan megismételt kutatási kísérlet, amely a modulok átlátszósági típusait értékeli öntözött zöldséges területen."
A kísérletet két tenyészidőszakban, 2020-ban és 2021-ben végezték. A vizsgálati helyszín az USA Colorado állambeli Fort Collinsban volt, egy kutatásra kijelölt területen. Összességében hat zöldség növekedését vizsgálták: jalapeño paprika, kaliforniai paprika, saláta, nyári tök, tasmán csokoládéparadicsom és piros versenyparadicsom.
„Három ültetett sor volt az egész területen – északon, középen és délen” – magyarázta a csoport. "A salátát, a paprikát és a paradicsomot két eltolt alsorba ültettük 0,9 m-es, fekete műanyag talajtakaróval borított ágyásokba az északi és a déli sorban. A tököt mindkét évben kizárólag a középső sorba ültettük 1,2 m-rel. távolság a közepén."
Ami a PV modulokat illeti, a tudósok mindegyik típusból hármat használtak. 35 fokos, déli fekvésű beállított helyzetben kerültek beépítésre úgy, hogy a modulok alsó éle 1220 mm-rel a talaj felett, hátulja pedig 2360 mm magasságban volt. Az ST-CdTe modulok névleges teljesítménye 57 W, a BF-Si 360 W, az O-Si pedig 325 W-os.
"A 12 termesztési részterület mindegyike, beleértve a PV-tömböket és a kontrollparcellákat is, 4,3 méter széles volt, a szomszédos részparcellák között pedig 4,3 méteres távolság volt" - mondták a kutatók. "Az egypólusú szerelési konfiguráció miatt a modulok árnyéka a nap folyamán mozgott. Ezzel a növények nap korán és későn kaptak közvetlen napsütést, maximális árnyékot a nappali csúcsidőszakban és közvetlenül a modulok alatt ."
Az eredmények szerint a nyári squash mindhárom modultípus alatt szignifikánsan alacsonyabb hozamot mutatott, mint a kontrolldiagram, függetlenül a modul átlátszósági típusától. Míg a kontroll parcellán, teljes napsütéses körülmények között a tök 5,1 kg-ot hozott növényenként, addig a BF-Si forgatókönyv szerint 3,2 kg-ot, az O-Si forgatókönyv szerint 3,2 kg-ot, az ST-CdTe forgatókönyv szerint 4,1 kg-ot nőtt.
A többi zöldség a 40%-os transzparens ST-CdTe kezelés mellett a kontrollhoz hasonló vagy magasabb termésátlagot ért el, de statisztikailag szignifikáns különbség nem volt. A jalapeño paprika növényenként 155 g-ot adott teljes napon, 161 g-ot a BF-Si-ben, 155 g-ot az O-Si-ben és 162 g-ot az ST-CdTe-ben, míg a kaliforniai paprika 295 g-ot adott növényenként teljes napon. 294 g a BF-Si-ben, 278 g az O-Si-ben és 346 g az ST-CdTe-ben.
A fejenkénti saláta tömege napfényben 105 g, BF-Si-ben 126 g, O-Si-ben 111 g, ST-CdTe-ben pedig 129 g volt. A tasmán csokoládéparadicsom növényenként átlagosan 926 g-ot tartalmazott teljes napon, 1060 g-ot a BFSi-ben, 1069 g-ot az O-Si-ben és 1278 g-ot az ST-CdTe-ben. Végül a vörös versenyparadicsom növényenként 867 g-ot tartalmazott teljes napon, 733 g-ot a BF-Si-ben, 903 g-ot az O-Si-ben és 962 g-ot az ST-CdTe-ben.
"Az agrár-PV-tömb félig átlátszó PV-modulokkal történő optimalizálása növelheti a mezőgazdasági termelést, miközben megőrzi a hagyományos APV-rendszerek feszültség alatti tetőjének további védelmét" - összegezték a kutatók. "További kutatásra van szükség ahhoz, hogy jobban megértsük a gazdasági kompromisszumot a modulok átlátszóságának növekedése és a zöldségtermesztéshez képest, miközben figyelembe kell venni a modul bifacialitásából adódó megnövekedett energiahozamot is."
