โซลาร์เซลล์ใหม่ใช้เป็นหลังคาโรงเรือนเพาะปลูกได้โดยไม่มีผลใดๆต่อพืช

โซลาร์เซลล์ใหม่ใช้เป็นหลังคาโรงเรือนเพาะปลูกได้โดยไม่มีผลใดๆต่อพืช

การทำฟาร์มเพาะปลูกโดยใช้โรงเรือนที่มุงด้วยวัสดุโปร่งใสที่เรียกกันว่า Greenhouse นั้นเป็นวิธีที่ให้ได้ผลผลิตที่มีคุณภาพและประสิทธิภาพสูง อย่างไรก็ตามวิธีนี้ต้องมีค่าใช้จ่ายเป็นค่าไฟฟ้าสูงถึงราว 30% ของต้นทุนการดำเนินงาน แต่ผลวิจัยล่าสุดที่มหาวิทยาลัยนอร์ทแคโรไลนาสเตต (NCSU) เผยว่าสามารถตัดค่าใช้จ่ายส่วนนี้ออกไปได้โดยการใช้โซลาร์เซลล์ชนิดใหม่ทำเป็นหลังคาของโรงเรือนเพื่อผลิตไฟฟ้าใช้เองโดยที่ไม่มีผลใดๆต่อสุขภาพและการเจริญเติบโตของพืช

แนวคิดในเรื่องนี้มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าในการสังเคราะห์แสงของพืชพวกมันไม่ได้ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดแต่ใช้เฉพาะบางความยาวคลื่นเท่านั้น ดังนั้นหากนำแสงอาทิตย์เฉพาะย่านความยาวคลื่นที่พืชไม่ได้ใช้ไปเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าและปล่อยให้ย่านแสงที่พืชต้องการลงไปให้พืชได้ใช้งานตามปกติก็จะเกิดประโยชน์เป็นทวีคูณ เพียงแต่จะต้องมีโซลาร์เซลล์ที่คุณสมบัติตามแนวคิดนี้ และคำตอบก็คือโซลาร์เซลล์สารอินทรีย์กึ่งโปร่งแสง (Semitransparent organic solar cells) หรือ โซลาร์เซลล์ ST-OSCs

“พืชใช้แสงบางช่วงความยาวคลื่นเท่านั้นในการสังเคราะห์แสงและแนวคิดก็คือการสร้างโรงเรือนเพาะปลูกที่สร้างพลังงานได้เองจากแสงที่ไม่ได้ใช้นั้นในขณะที่ปล่อยให้แสงที่พืชใช้สังเคราะห์แสงผ่านไปได้” Brendan O’Connor หนึ่งในทีมวิจัยกล่าว “เราสามารถทำได้สิ่งนี้โดยใช้โซลาร์เซลล์ชนิดสารอินทรีย์เพราะมันสามารถปรับสเปกตรัมของแสงที่ดูดซับได้ ดังนั้นเราสามารถเลือกเอาเฉพาะความยาวคลื่นที่พืชไม่ได้ใช้มาผลิตไฟฟ้า”

semi-transparent-solar-cells-2

ทีมวิจัยทำการทดลองเพื่อตรวจสอบหาผลกระทบที่มีต่อพืชโดยทดลองกับแปลงผักกาดหอมใบแดง แบ่งแปลงผักกาดหอมใบแดงเป็นหลายกลุ่มแต่ละกลุ่มได้รับแสงอาทิตย์ในย่านความยาวคลื่นแตกต่างกันแต่ทุกกลุ่มรักษาตัวแปรอื่นๆให้เหมือนกันหมดซึ่งรวมทั้งอุณหภูมิ, ความเข้มข้นของ CO2, การให้น้ำและปุ๋ย กลุ่มควบคุมได้รับแสงอาทิตย์เต็มทุกย่านสเปกตรัม ส่วนกลุ่มอื่นจำลองการดูดกลืนแสงของโซลาร์เซลล์ ST-OSCs โดยใช้แผ่นกรองแสงที่มีอัตราส่วนของแสงสีน้ำเงินต่อแสงสีแดงแตกต่างกันไป

ทีมวิจัยพบว่าผักกาดหอมที่ปลูกภายใต้เซลล์แสงอาทิตย์มีสุขภาพและการเจริญเติบโตไม่แตกต่างจากผักกาดหอมที่ปลูกภายใต้แสงอาทิตย์โดยตรง พวกเขาไม่พบความแตกต่างในการวัดค่าสำคัญใดๆเลย รวมถึงสารต้านอนุมูลอิสระ, การดูดซึม CO2, ขนาด และน้ำหนัก และยังได้โบนัสเพิ่มจากการที่โซลาร์เซลล์ยังช่วยควบคุมอุณหภูมิภายในโรงเรือนได้เป็นอย่างดีอีกด้วย ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าแนวคิดในการนำโซลาร์เซลล์ชนิดโปร่งใสมาใช้กับโรงเรือนเพาะปลูกสามารถดำเนินการได้

แต่อย่างไรก็ตามโซลาร์เซลล์ ST-OSCs ยังมีประสิทธิภาพไม่สูงเทียบเท่ากับโซลาร์เซลล์แบบโฟโตโวลตาอิก (PV) ที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน แต่นักวิจัยก็กำลังพยายามปรับปรุงประสิทธิภาพของมันอยู่ตลอดเวลา รวมไปถึงการประยุกต์ใช้งานที่หลากหลายของโซลาร์เซลล์ ST-OSCs ที่อาจจะได้พบเห็นในอนาคต เช่น ใช้ทำหน้าต่าง เป็นต้น สำหรับการนำโซลาร์เซลล์ ST-OSCs ไปใช้กับโรงเรือนเพาะปลูกยังคงจำเป็นต้องทดสอบผลกระทบกับพืชชนิดอื่นๆเพิ่มเติมต่อไปอีก แต่ผลการวิจัยในครั้งแรกนี้ได้สร้างความหวังและพิสูจน์ในเบื้องต้นว่าเทคโนโลยีนี้เป็นไปได้ในหลักการ จากนี้คงเป็นเรื่องของบริษัทผู้ผลิตที่จะได้นำไปพัฒนาและขยายขนาดในเชิงพาณิชย์ต่อไป

 

ข้อมูลและภาพจาก ncsu.edu, intelligentliving


Leave a Reply

Your email address will not be published.