توسط : دانشمندان در کانادا رشد کاهو را زیر پنل‌های خورشیدی لایه‌نازک تلورید کادمیوم با میزان متفاوت شفافیت و تابش فعال فتوسنتزی (PAR) بررسی کردند. نتایج این پژوهش نشان داد هرچه پنل‌های خورشیدی شفاف‌تر باشند، تابش فعال فتوسنتزی در کاهو بیشتر می‌شود.
به گزارش pv magazine، محققان دانشگاه وسترن کانادا عملکرد کاهو را در سامانه‌های اگری‌ولتائیک با سطوح مختلف شفافیت پنل و تابش (PAR) آزمایش کردند تا رابطه‌ای میان شفافیت پنل‌های خورشیدی، شدت نور قابل استفاده برای فتوسنتز و بهره‌وری محصولات کشاورزی بیابند.
دکتر «اوزیر جمیل»، نویسنده مسئول این تحقیق که در مجله Journal of Cleaner Production منتشر شده، توضیح داد: «تاکنون هیچ پژوهشی بررسی نکرده بود که تغییر شفافیت پنل‌های خورشیدی چگونه بر تابش فعال فتوسنتزی (PAR) و عملکرد محصولات کشاورزی تأثیر می‌گذارد. در این تحقیق، تأثیر دامنه گسترده‌ای از شفافیت پنل‌های خورشیدی را بر PAR و بازده محصول کمی‌سازی کرده و یافته‌های تجربی ارائه داده‌ایم که می‌تواند در تدوین سیاست‌های اگری‌ولتائیک مورد استفاده قرار گیرد.»
بررسی تأثیر میزان شفافیت پنل و تابش فعال فتوسنتزی بر کیفیت رشد کاهو
این آزمایش در یک محیط کنترل‌شده انجام شد که شرایط زیست‌محیطی مشابه تابستان شهر لندن در ایالت انتاریوی کانادا را شبیه‌سازی می‌کرد. در طول آزمایش، دمای روز روی ۲۵ درجه سانتی‌گراد و دمای شب روی ۱۹ درجه سانتی‌گراد ثابت نگه داشته شد.
برای تأمین نور تکمیلی در دوره ۱۶ ساعته روشنایی روز، از چهار چراغ سدیم پرفشار ۶۰۰ واتی استفاده شد. در این آزمایش، هفت سطح مختلف شفافیت در ماژول‌های خورشیدی لایه‌نازک تلورید کادمیوم (CdTe) شامل ۱۰، ۳۰، ۴۰، ۵۰، ۶۰، ۷۰ و ۸۰ درصد مورد بررسی قرار گرفت. زیر هر ماژول شش بوته کاهو کشت شد و هشت بوته دیگر بدون ماژول، به‌عنوان گروه کنترل کاشته شدند.
تیم تحقیقاتی توضیح داد: «جدول زمانی آزمایش با کاشت سه بذر در هر گلدان در ۲۱ فوریه ۲۰۲۴ آغاز شد. نخستین جوانه‌زنی کاهو در روز ششم مشاهده شد و در روز دوازدهم، نخستین مرحله تنک‌کردن انجام شد و تعداد بوته‌ها از سه به دو بوته در هر گلدان کاهش یافت. مرحله نهایی تنک‌کردن در روز بیستم صورت گرفت و در تمام تیمارها تنها یک بوته در هر گلدان باقی ماند. عملیات کوددهی از ۲۰ مارس ۲۰۲۴ آغاز شد و در روزهای ۳۴، ۴۰، ۴۴ و ۴۷ تکرار شد. در هر نوبت، به هر گلدان ۰.۷۵ گرم کود محلول در ۰.۵ لیتر آب داده شد.»
با اندازه‌گیری تابش فعال فتوسنتزی (PAR) در طول آزمایش و همچنین بررسی عملکرد کاهو در زمان برداشت، پژوهشگران دریافتند که ماژول با شفافیت ۱۰ درصد کمترین مقادیر را هم در PAR و هم در وزن کاهو نشان می‌دهد. مقادیر PAR در این حالت بین ۴۳.۷۵ تا ۵۲.۳۴ میکرومول بر مترمربع در ثانیه متغیر بود، درحالی‌که وزن کاهوها از کمتر از ۱ گرم تا ۱۵ گرم ثبت شد.
درمقابل، ماژول با شفافیت ۸۰ درصد بهترین نتایج را ارائه داد؛ به‌طوری‌که مقادیر PAR در محدوده ۷۰.۳۱ تا ۱۱۷.۱۹ میکرومول بر مترمربع در ثانیه قرار داشت و وزن کاهوها بین ۳۴ تا ۴۲۴ گرم متغیر بود.
برای مقایسه، میانگین وزن کاهوهای برداشت‌شده در تیمار کنترل (بدون پنل خورشیدی) برابر با ۴۱۷ گرم با مقدار PAR ۱۲۹.۶۹ میکرومول بر مترمربع در ثانیه گزارش شد.
برتری چارچوب قانونی آلمان برای بیشینه‌سازی مزایای انرژی خورشیدی و تولید غذا
با استفاده از نتایج به‌دست‌آمده، تیم تحقیقاتی امکان‌سنجی کشت کاهو زیر پنل‌های خورشیدی را در چهار بازار اروپایی بررسی کرد. آن‌ها شرایط آلمان را تحلیل کردند. در اروپا، مقررات ایجاب می‌کند محصول دست‌کم ۶۶ درصد از عملکرد خود را حفظ کند. همچنین، در فرانسه این میزان به ۹۰ درصد می‌رسد. در ایتالیا حداکثر ۴۰ درصد از زمین کشاورزی می‌تواند با پنل‌های خورشیدی پوشانده شود، درحالی‌که در جمهوری چک تنها ۱۰ درصد پوشش مجاز است.
جمیل توضیح داد: «یکی از شگفت‌انگیزترین یافته‌ها این بود که سیاست‌های مرتبط با کشاورزی خورشیدی یا اگری‌ولتاییک می‌توانند تا چه حد بر تصمیم‌گیری در زمینه استفاده از زمین و میزان پذیرش این فناوری تأثیر بگذارند. یافته‌های ما نشان می‌دهد طراحی سامانه‌های فتوولتائیک و نوع پیکربندی ماژول‌ها نه‌تنها به‌طور مستقیم بر عملکرد محصولات اثر دارد، بلکه پیامدهای گسترده‌تری در زمینه نحوه مشوق‌دهی یا محدودسازی از سوی سیاست‌گذاران خواهد داشت. این موضوع نقش حیاتی طراحی سیاست‌ها را در حداکثرسازی هم‌زمان تولید انرژی و تولید غذا برجسته می‌کند.»
نتایج این مطالعه نشان داد که می‌توان حداقل بهره‌وری محصول را ۷۰ درصد تعیین کرد. به‌این‌ترتیب، سیاست آلمان بیش از سایر کشورها با داده‌های موجود سازگار بوده و توانسته است میان حداکثرسازی مزایای کشاورزی خورشیدی و کاهش آسیب‌ها تعادل ایجاد کند.
همچنین بخوانید: سلول خورشیدی جدیدی که با نور داخل ساختمان برق تولید می‌کند!
