يعمل نوع جديد من لوحات الدفيئة التجارية على تحسين جودة الإضاءة من خلال تضخيم الألوان المفيدة للنباتات وتوليد الكهرباء دون خسارة في الإنتاج ، وفقًا للشركة التي دخلت في شراكة لتطوير التكنولوجيا.
Soliculture، ومقرها في سكوتس فالي ، كاليفورنيا ، وقد أكملت عدة سنوات من تجارب نمو النباتات التجارية بما في ذلك الخضروات ونباتات الزينة والزهور والتوت. وقالت الشركة إن التجارب أظهرت أن الألواح المركبة مباشرة فوق إنتاج المحاصيل لها تأثيرات محايدة إلى إيجابية على نمو النبات.
"سولاريا طورت تقنية رائدة في الصناعة لتصنيع وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المحسّنة لتطبيقات الاحتباس الحراري " كارلي كورادومدير تطوير الأعمال للشركة.
تقوم الخلايا الشمسية ، التي يطلق عليها العلماء أيضًا باسم الخلايا الكهروضوئية (PV) ، بتحويل ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء. حصلت الكهروضوئية على اسمها من عملية تحويل الضوء (الفوتونات) إلى كهرباء (الجهد) ، وهو ما يسمى تأثير الكهروضوئية.
"تتطلب كل من المصانع والألواح الشمسية ضوء الشمس ، ولم يكن من الممكن في السابق القيام بالأمرين تحت نفس السقف. ولكن ، مع التكنولوجيا الخاصة بـ Solaria ، والتي تم تطويرها على مدار العقد الماضي في قطع الخلايا الكهروضوئية وتوتيرها وتصفيحها ، تحول وحدات Solaria's Greenhouse PV بكفاءة جزءًا من ضوء الشمس إلى كهرباء بينما تنقل ضوءًا عالي الجودة للإنتاج الزراعي أسفل الوحدات ، "وفقًا لبيان صحفي .
قال كورادو إن الوحدات تمكن مزارعي البيوت المحمية من إنتاج الكهرباء إما لتعويض احتياجات الطاقة الخاصة بهم أو لتمكينهم من تحقيق إيرادات على نفس البصمة الحالية لبيوتهم الزراعية ، "كل ذلك دون المساس بإنتاجيتهم الزراعية".
في الصيف الماضي ، قامت شركة Solaria في فريمونت ، ومقرها كاليفورنيا ، وهي مزود لتقنيات الوحدات الشمسية ، وشركة Soliculture ، وهي مزود للخلايا الكهروضوئية المتكاملة المسببة للاحتباس الحراري (GIPV) لمزارعي الدفيئة التجاريين ، بتأمين تعاون استراتيجي لتطبيقات الزراعة الكهروضوئية.
توفر Solaria تقنية معالجة الخلايا الخاصة بها لاستخدامها مع تقنية مكثف الطاقة الشمسية المضيئة من Soliculture. الوحدات الجديدة قادرة على توليد الكهرباء في طيف ضوئي متغير محسّن لنمو النبات.
روابط التكنولوجيا
يسمح استثمار Solaria في الأسهم في Soliculture للشركات بدمج تقنياتها لإنشاء حلول PV لظاهرة الاحتباس الحراري ، وفقًا للبيان الصحفي.
وجاء في البيان: "أكملت الشركتان معًا مشروعهما التجاري الأول مع أحد أكبر مالكي ومزارعي البيوت المحمية التجارية في شمال كاليفورنيا". "يتوقع النظام تحقيق عائد على الاستثمار في غضون ست سنوات فقط ، بأرقام جذابة لسوق زراعي عالمي متطلب بشكل متزايد."
قال "سولاريا متحمس للعمل مع Soliculture لمعالجة قضيتين من أكثر القضايا إلحاحًا في عصرنا - الغذاء وأمن الطاقة" الرئيس التنفيذي لشركة Solaria Suvi Sharma. وفقًا للبنك الدولي ، نحتاج إلى إنتاج ما لا يقل عن 50 في المائة من الغذاء بحلول عام 2050 لمواكبة النمو السكاني. نحن جميعًا على دراية بالأهمية الحاسمة لخلق مستقبل أكثر استدامة للطاقة. أن تكون قادرًا على معالجة كل من غلات المحاصيل وتغير المناخ بمنتج واحد هو أمر ثوري ".
تستخدم الشركتان تقنية معالجة الخلايا المملوكة لشركة Solaria وتكنولوجيا Soliculture لتركيز الطاقة الشمسية.
وجاء في البيان الصحفي: "إنهما يقدمان معًا للعملاء قيمة مجمعة للكفاءة العالية والوحدات الجذابة من الناحية الجمالية بسعر فعال من حيث التكلفة مع طيف ضوئي متغير محسّن لنمو المصنع مع توليد الكهرباء في نفس الوقت". "هذا المنتج يلبي الاحتياجات الفريدة للمزارعين وأعمالهم لمادة لها تأثيرات محايدة على النباتات ولكنها أيضًا تولد طاقة كافية لجعلها مقنعة اقتصاديًا. الآن لدى مزارعي البيوت المحمية حافزًا كبيرًا لدمج بناء الخلايا الكهروضوئية المتكاملة (BIPV) في مشاريعهم الزراعية ".
قال "المزارعون هم الأبطال غير المعترف بهم في عصرنا ولكنهم لن يكونوا قادرين على مواكبة الطلب وزيادة التكاليف وتدهور ظروف الزراعة بسبب تغير المناخ ما لم نخلق ابتكارات لمساعدتهم ،" جلين أليرس ، رئيس Soliculture والرئيس التنفيذي. "لقد مكنت الأبحاث المخصصة وسنوات الخبرة الكهروضوئية مجتمعة كل من Soliculture و Solaria من تزويد مزارعي البيوت المحمية بأداة جديدة يمكن أن توفر لهم الفوائد الاقتصادية لتوليد الطاقة الشمسية ، إلى جانب تحسين الإنتاج الزراعي ، على نفس البصمة. هذا هو مستقبل الطاقة الشمسية ، وهو الآن متاح بالكامل للمزارعين للاستفادة من الحوافز وتوفير الطاقة وتوفير المال ".
قال أليرس إن لوحات Greenhouse Integrated Photovoltaic (GIPV) التابعة للشركة "تتيح إنتاج الطاقة مباشرة فوق نمو المصنع. يوفر البيت الزجاجي هيكلًا مثاليًا لدعم الألواح ، وبالتالي لا حاجة إلى أرفف أو دعم إضافي لإنشاء موقع مثالي لـ BIPV. "
قال كورادو إن Soliculture اجتمع بعد البحث الذي أجري في جامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز.
وقالت: "تم دعم البحث بمنح لعدد من السنوات". "واحد
من أكبر التحديات التي واجهتنا كانت تقطيع وتقطيع الخلايا الشمسية إلى شرائح رقيقة. إنه حقًا جزء مكلف من العملية. تكلف التقطيع أكثر من الألواح الشمسية نفسها. صادف أن Solaria طور تقنية التقطيع والتقطيع. الآلات التي يتعين عليهم القيام بذلك مؤتمتة بالكامل.
قال كورادو: "لقد تم تطوير تقنية (Solaria) لغرض مختلف تمامًا عن هدفنا". "اكتشفوا أننا كنا نجري أبحاثًا حول زراعة النباتات وسمح لهم ذلك بالوصول إلى سوق جديد للزراعة ، والذي كان صعبًا عليهم في السابق. إنها شراكة مفيدة للطرفين ".
تجارب المزارعين
أجرى Soliculture تجارب بحثية مع عدد قليل من مشغلي الدفيئة في كاليفورنيا ، بما في ذلك مزارعي الخضروات والأعشاب.
وقالت إن أول تجربة تجارية لـ Soliculture تم إجراؤها في إحدى صوبات Stuart Kitayama في مزارع Kitayama Brothers في Watsonville ، كاليفورنيا.
قال كورادو: "استأجرنا دفيئة وقمنا بتجربة مختلطة للخضروات وزهور الزينة ونباتات الزينة لمعرفة استجابة النباتات الموجودة تحت الطيف المتغير لألواحنا ، مقارنةً بعنصر تحكم". "في عام 2015 ، كان ستيوارت أول مزارع تجاري يشتري منا نظامًا متكاملًا للطاقة الكهروضوئية المسببة للاحتباس الحراري."
شاركت Soliculture أيضًا مع عملية Van Wingerden المسببة للاحتباس الحراري بالقرب من سانتا ماريا ، كاليفورنيا ، التي يملكها رينيه فان وينجردين ويديرها ابنه إيفور.
"لقد أجرينا تجربة على الألواح الحمراء الخاصة بنا في صوبة زجاجية تبلغ مساحتها 5,000 قدم مربع لمراقبة إنتاج الخيار وخصائص النباتات للنباتات المزروعة أسفل الألواح ، مقارنةً بمجموعة تحكم في الخيار المزروع تحت خط تلال مجاور بألواح شفافة ، في قال كورادو. لقد قمنا برعاية تلك المحاكمة. شارك Ivor الموارد من حيث انتقاء البيانات ، ومساعدتنا في التجربة ".
قال إيفور فان وينجردين لمزارعي الخضروات: "لقد رأينا أن النباتات الموجودة تحت الألواح الحمراء أظهرت علامات أقل على الإجهاد وأن المحصول استمر لفترة أطول". "لم يخرج النظام بالقلم الرصاص بالنسبة لنا في النهاية ، لكنه كان قريبًا جدًا. في المستقبل ، آمل أن يتمكنوا من جعل تكلفة الكيلووات في متناول اليد قليلاً لأن هناك الكثير من الإمكانات ".
ذكرت المعلومات التي قدمتها Soliculture أن الآثار الإيجابية لاستخدام المنتج قد تراوحت بين النضج المبكر للمحاصيل ومقاومة الأمراض ووقت الإنتاج الأطول. يمكن للكهرباء التي تولدها الألواح أن تعوض احتياجات الكهرباء للاحتباس الحراري وغيرها من المعدات الحساسة كهربائيًا ، مثل المبردات والمضخات والضوء الإضافي.
قال Corrado إن "الميزة الكبرى" في استخدام منتج Soliculture / Solaria للمزارعين "هي فقط القدرة على توليد الطاقة باستخدام الدفيئة الخاصة بهم كموقع للألواح الشمسية. انخفضت تكلفة الطاقة الشمسية كثيرًا في السنوات الأخيرة. الألواح الشمسية نفسها هي تكلفة صغيرة. يشكل الأرفف والعمالة اللازمة للتركيب غالبية تكلفة الطاقة الشمسية هذه الأيام. إن قدرة هيكل الدفيئة نفسها على دعم الهيكل مفيد في تقليل التكاليف ". وقالت إن التكلفة الإضافية المنخفضة لتركيب الألواح في صوبة زراعية جديدة تتيح وقت استرداد أقصر من نهج الألواح الشمسية التقليدية.
فوائد المحاصيل
المزايا الأخرى للنظام خاصة بالمحصول الذي يتم زراعته.
قالت: "في الخيار ، إحدى المزايا هي أن النباتات ستدوم لفترة أطول". "إنها تتجاوز الدورة العادية التي مدتها ثلاثة أشهر ، وتستمر النباتات الموجودة أسفل اللوح في النمو لمدة أسبوع آخر. ميزة أخرى هي مقاومة الأمراض للنباتات الموجودة أسفل اللوحة والتي تستفيد أيضًا لأنك تقلل الضوء الأخضر الذي يمر على النبات. يقلل من درجة حرارة النبات.
قالت: "في العادة ، إذا تحولت إلى ضوء أحمر ، فستظل تحصل على الكثافة الكاملة للضوء الأخضر" ، لكنها لا تسبب الكثير من الضرر من الحرارة الزائدة ".
قالت: "إنه مثل النيون عندما تراه شخصيًا تحت أشعة الشمس". "نظرًا لأننا نزيل جزءًا كبيرًا من الضوء الأخضر ، وهو أعلى كثافة للطيف الشمسي ، فإنك تقلل من شدة الضوء على (النباتات)."
وقالت إن محاصيل الخس المزروعة بموجب هذا النظام "كان لها وقت حصاد مبكر بشكل روتيني في حوالي نصف الأصناف التي تم اختبارها. يمكن أن تجلب محصولًا مبكرًا - حوالي أسبوع - لكن ذلك يعتمد على التنوع والظروف ، بالطبع. "
وقالت إن الجهود المبذولة لجعل التكنولوجيا أكثر قدرة على الحركة وفعالية من حيث التكلفة مستمرة.
قال كورادو: "نحن بالتأكيد مهتمون بتطوير المزيد من غطاء المحاصيل لمنتجاتنا". "حاليًا ، إنه جاهز للاحتباس الحراري وفي الصوبات الآن. نتطلع في المستقبل إلى تطوير منتج يكون أرخص من هيكل الصوبة الزجاجية والذي من شأنه أن يسمح للمزارع على نطاق واسع بالاستمرار في زراعة المحاصيل ووضع الألواح ، بالإضافة إلى تحقيق إيرادات من خلال بيع الكهرباء بالطريقة التي نتبعها نحن نعمل على تطوير شركتنا ".
وقالت إن النظام سيكون فعالا في مجموعة متنوعة من البيئات المناخية.
قالت: "أي مكان يتمتع بجودة الطاقة الشمسية الملائمة سيكون مناسبًا لمنتجنا".
"من شأنه أن يشجع على تمديد الموسم في البيئات الأكثر برودة ، مع فوائد مماثلة للأنفاق. يوفر التظليل مع السماح بمرور الضوء المناسب لعملية التمثيل الضوئي. هناك فائدة لتلك المواقف التي يكون فيها التظليل ضروريًا. يكاد يكون مثل النباتات غير مظللة بسبب استمرار الضوء. إنه يقلل من الكثافة ويسمح للنباتات بالازدهار في سيناريوهات الإضاءة العالية. "
وقالت إن التجارب في مناطق بعيدة مثل كندا أظهرت ، حتى في فصل الشتاء ، عندما يكون الضوء منخفضًا ، أسفرت تجارب الخيار عن نتائج محايدة.
قال كورادو: "نحن واثقون من أن ألواحنا لا تضر بالإنتاج".
لمزيد من المعلومات ، أرسل بريدًا إلكترونيًا إلى info@soliculture.com.