मॅजेंटामध्ये मल्टीटास्किंग: रंगीत सौर पॅनेलमुळे शेतांना पिके व वीज एकत्र मिळू शकते

रंगीत सौर पॅनेलमुळे शेतांना एकाच वेळी पिके आणि वीज मिळते

ज्या शेतकऱ्यांना त्यांच्या जमिनीत नवीकरणीय ऊर्जा जोडायची आहे, त्यांना बर्याच काळापासून एक अवघड तडजोड करावी लागत आहे: सर्वाधिक वीज निर्माण करणारे अपारदर्शक पॅनेल सर्वात खोल सावलीही टाकतात. नवीन संशोधन असे सुचवते की, विशिष्ट रीतीने तयार केलेले, अर्धपारदर्शक सौर पॅनेल ज्यांना ठळक मॅजेंटा रंग दिला आहे, ते हा फरक भरून काढू शकतात — वीज निर्माण करताना प्रकाश-वर्णपटातील सर्वात उपयुक्त भाग खाली वाढणाऱ्या पिकांकडे वळवतात.

2 ऑक्टोबर रोजी Cell Reports Physical Science मध्ये प्रकाशनासाठी नियोजित हा अभ्यास, स्वीडनमधील Kärrbo Prästgård शेतातील प्रायोगिक ठिकाणी पॅनेलखाली लावलेल्या ब्रोकोलीवर केंद्रित आहे. निष्कर्षांनुसार, ब्रोकोलीने खुल्या जागी वाढलेल्या रोपांपेक्षा सूर्यप्रकाश अधिक कार्यक्षमतेने शोषला, आणि कापणी केलेली डोकी शेवटी पारंपरिक पद्धतीने वाढवलेल्या ब्रोकोलीइतकीच आकारमानात पोहोचली — जरी त्यांना परिपक्व होण्यासाठी 25 अतिरिक्त दिवस लागले.

हे काम अशा शेतकऱ्यांसाठी संभाव्य साधनाकडे निर्देश करते, ज्यांना त्यांच्या पॅनेलखालील जमिनीची उत्पादकता सोडून न देता नवीकरणीय वीज निर्माण करायची आहे.

मॅजेंटा पॅनेल कसे काम करतात

मूलभूत संकल्पना सोपी आहे, असे पेपरच्या लेखिकांपैकी एक, स्वीडनमधील Västerås येथील Mälardalen विद्यापीठातील Silvia Ma Lu सांगतात. पॅनेल येणाऱ्या सूर्यप्रकाशाचा काही भाग अडवून त्याचे नवीकरणीय विजेत रूपांतर करतात, तर उर्वरित भाग खालील पिकांपर्यंत जाऊ देतात. तिच्या मते, व्यापक महत्त्वाकांक्षा ही आहे की सूर्यप्रकाशाचा वर्णपट एकाच वेळी दोन कामांत — वनस्पतींना पोषण देणे आणि ग्रिडला वीज देणे — विभागून अधिक कार्यक्षमतेने वापर करता येतो का हे शोधणे.

मॅजेंटा ही कोणतीही अनियंत्रित सौंदर्यात्मक निवड नाही. अपारदर्शक पॅनेल जसे अंधाधुंद प्रकाश अडवते, तसे न करता, अर्धपारदर्शक रचना सौर वर्णपट गाळते जेणेकरून निळ्या आणि लाल तरंगलांबी — वनस्पती सर्वाधिक अवलंबून असलेल्या पट्ट्या — पिकांच्या छतासाठी अधोरेखित होतात.

• अंशतः प्रसारण: येणाऱ्या सूर्यप्रकाशाचा एक भाग पॅनेलमधून जाऊन वनस्पतींपर्यंत पोहोचतो.
• वीज निर्मिती: पॅनेल जो प्रकाश पकडते त्याचे नवीकरणीय विजेत रूपांतर होते.
• वर्णपट ट्यूनिंग: पिकांच्या वाढीस आधार देण्यासाठी निळ्या आणि लाल तरंगलांबी वाढवल्या जातात.
• भौतिक आश्रय: शेतावर पॅनेल बसवल्याने वनस्पतींना अति सूर्यप्रकाशापासून आणि गारपिट किंवा मुसळधार पावसासारख्या अत्यंत हवामानापासून संरक्षणही मिळू शकते.

ब्रोकोली चाचणीत काय उघड झाले

संशोधकांनी त्यांचे चाचणी पीक म्हणून ब्रोकोलीवर लक्ष केंद्रित केले, ते स्वीडिश प्रायोगिक ठिकाणी रंगीत, अर्धपारदर्शक पॅनेलखाली वाढवले. मुख्य निकाल म्हणजे खुल्या जागी वाढवलेल्या ब्रोकोलीच्या तुलनेत वनस्पतींनी उपलब्ध सूर्यप्रकाश किती कार्यक्षमतेने वापरला यात 4.5 पट वाढ झाली. व्यावहारिक अर्थाने, ती कार्यक्षमता वाढ कापणीत दिसून आली: मॅजेंटा पॅनेलखाली उत्पादित ब्रोकोली पारंपरिक खुल्या शेतातील ब्रोकोलीइतकीच मोठी वाढली.

तथापि, एक अट होती. आश्रयाखालील वनस्पतींना पूर्ण सूर्यप्रकाशातील त्यांच्या समकक्षांपेक्षा परिपक्व होण्यासाठी 25 दिवस जास्त लागले. हा विलंब कडक लागवड वेळापत्रक, क्रमिक कापणी किंवा विशिष्ट बाजार कालावधी गाठण्यावर अवलंबून असलेल्या करारांसह काम करणाऱ्या उत्पादकांसाठी महत्त्वाचा आहे. हे असेही सुचवते की पॅनेलखालील प्रकाश वातावरण, वर्णपटाच्या दृष्टीने अनुकूल असले तरी, प्रत्येक बाबतीत अप्रतिबंधित सूर्यप्रकाशाचा परिपूर्ण पर्याय नाही.

तरीही, पूर्ण आकाराची कापणी आणि जागेवरच वीज निर्मिती यांचे संयोजन हा असा निकाल आहे ज्यामुळे हा दृष्टिकोन पुढे नेण्यासारखा वाटतो. शेताला अन्न आणि वीज यांपैकी एक निवडण्यास सांगण्याऐवजी, ही प्रणाली दोन्ही करण्यास सांगते.

Agrivoltaics का लक्ष वेधत आहे

शेतजमिनीवर पारंपरिक सौर पॅनेल बसवणे हे आधीच शेतकऱ्यांना उपलब्ध आणि प्रशस्त जमिनीवर नवीकरणीय वीज निर्माण करण्याचा मार्ग देते, तसेच पिकांना अति थेट सूर्यप्रकाशापासून आणि हानिकारक हवामानापासून संरक्षण देते. अडचण ही आहे की मानक गडद-निळे फोटोव्होल्टेइक पॅनेल सामान्यतः अपारदर्शक असतात. शेतावर बसवल्यास, ते अनेक पिके सहन करू शकतील त्यापेक्षा जास्त सावली निर्माण करू शकतात, ज्यामुळे उत्पादन घटते.

नेमकी हीच समस्या अर्धपारदर्शक आणि रंगीत पॅनेल कमी करण्यासाठी तयार केली आहेत. नियंत्रित प्रमाणात प्रकाश जाऊ देऊन आणि कोणत्या तरंगलांबी जातात हे आकार देऊन, ते वीज निर्मिती अर्थपूर्ण ठेवताना खालील वनस्पतींसाठी पुरेसा उपयुक्त प्रकाश ठेवण्याचा प्रयत्न करतात. स्वीडिश ब्रोकोली चाचणी त्या प्रयत्नातील एक माहितीबिंदू आहे, जी मॅजेंटा फिल्टर केवळ प्रकाश सर्वत्र कमी करण्याऐवजी विशिष्ट पिकासाठी ट्यून करता येतो का हे तपासते.

प्रत्येक शेतासाठी एकच रचना योग्य नाही

Ma Lu हा निकाल सार्वत्रिक कृती म्हणून मोठ्या प्रमाणात मांडण्यात सावध आहे. तिच्या मते, प्रत्येक ठिकाणी सर्वोत्तम कामगिरी करणारी एकच agrivoltaic रचना नाही. स्वीडिश शेतात ब्रोकोलीसाठी जे चालते, ते वेगळ्या पिकासाठी, वेगळ्या अक्षांशासाठी किंवा वेगळ्या हवामानासाठी थेट लागू होईलच असे नाही.

विविध पिके वेगवेगळ्या प्रणाली रचना आणि बदलत्या हवामान परिस्थितींना कशी प्रतिसाद देतात हे समजून घेण्यासाठी, आणि कृषी उत्पादन व नवीकरणीय वीज निर्मिती यांचा खरोखर समतोल साधणारी प्रतिष्ठापने रचण्यासाठी अधिक संशोधन आवश्यक असल्याचे ती मांडते. पॅनेलचे रंग किंवा पारदर्शकता पातळी यांपैकी विजेता घोषित करणे हे ध्येय नाही, तर उत्पादकांना त्यांची जमीन, त्यांचे पीक आणि त्यांची ऊर्जा उद्दिष्टे यांशी प्रणाली जुळवून घेण्यास परवानगी देणारा पुरावा तयार करणे हे आहे.

अजून काय निकालात काढावे लागेल

रंगीत पॅनेल कार्यरत शेतजमिनीवर नेहमीचे दृश्य होण्यापूर्वी अनेक खुली प्रश्न शिल्लक आहेत. ब्रोकोलीमधील 25 दिवसांचा परिपक्वता फरक असा प्रश्न उपस्थित करतो की इतर पिके — विशेषतः कमी वाढीचे हंगाम किंवा कडक कापणी मुदती असलेली — त्याच गाळलेल्या प्रकाशाला कसा प्रतिसाद देतील. अर्धपारदर्शक पॅनेल बसवण्याचे अर्थशास्त्र, जे सामान्यतः पूर्ण अपारदर्शक पर्यायांपेक्षा प्रति एकक क्षेत्र कमी वीज निर्माण करतात, त्यांच्याखाली संरक्षित पिकाच्या मूल्याशी तोलून पाहावे लागेल.

संशोधकांना हे देखील जाणून घ्यायचे आहे की या प्रणाली अनेक हंगामांमध्ये आणि खऱ्या शेतांना अनुभवास येणाऱ्या हवामान परिस्थितींच्या श्रेणीत कशा वागतात — पॅनेल ज्या गारपिटीला आणि मुसळधार पावसाला वळवण्यास मदत करू शकतात तेथून ते ढगाळ कालावधीपर्यंत, जेव्हा प्रकाश आधीच दुर्मिळ असतो. यातील प्रत्येक चल शेत किती वीज निर्माण करते आणि किती अन्न देते यातील समतोल बदलू शकतो.

मुख्य मुद्दे

• स्वीडिश प्रायोगिक ठिकाणी विशिष्ट रीतीने तयार केलेल्या अर्धपारदर्शक मॅजेंटा सौर पॅनेलने वीज निर्माण केली, तसेच त्यांच्याखाली वाढणाऱ्या ब्रोकोलीसाठी निळ्या आणि लाल तरंगलांबी वाढवल्या.
• आश्रयाखालील ब्रोकोलीने सूर्यप्रकाश वापर कार्यक्षमतेत 4.5 पट वाढ दर्शवली आणि खुल्या जागी वाढवलेल्या ब्रोकोलीइतकीच मोठी वाढली.
• तडजोड: पॅनेलखालील वनस्पतींना परिपक्व होण्यासाठी 25 दिवस जास्त लागले.
• शेतजमिनीवर अपारदर्शक गडद-निळ्या पॅनेलमुळे होणारी अति सावली टाळण्याचा मार्ग म्हणून रंगीत, अर्धपारदर्शक पॅनेलचा शोध घेतला जात आहे.
• अभ्यासाच्या लेखकांच्या मते, प्रत्येक पीक, रचना किंवा हवामानासाठी एकच agrivoltaic रचना योग्य ठरणार नाही, आणि अन्न उत्पादन व नवीकरणीय वीज निर्मिती यांचा समतोल साधण्यासाठी अधिक संशोधन आवश्यक आहे.

हा लेख Phys.org च्या अहवालावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.