Colorado osariigi ülikooli teadlased on läbi viinudAgrivoltaic süsteemErineva läbipaistvusega PV-moodulite all paiknevad köögiviljakultuuride kasvu väliuuringud. Köögivilju kasvatatakse õhukese kile, poolläbipaistvate kaadmiumtelluriidi (St-CdTe) moodulite, mille läbipaistvus on 40%, kahepoolsete monokristallilise räni (BF-Si) moodulite all, mille läbipaistvus on 5%, ja läbipaistmatute polükristalliliste moodulite all. räni (O-Si) moodulid läbipaistvusega 0%.
"Poolläbipaistev PV (STPV) moodulitehnoloogia on kujunenud potentsiaalseks lahenduseks, et leevendada tiheda varjundi negatiivseid mõjusid kärpimissüsteemides, säilitades samal ajal mooduli kõrge tiheduse, " ütlesid akadeemikud. "Meile teadaolevalt on see esimene korduv uurimiskatse, mis hindab mooduli läbipaistvuse tüüpe niisutatud köögiviljapõllul."
Katse viidi läbi kahel kasvuperioodil, 2020 ja 2021. Uurimiskoht asus USA-s Colorado osariigis Fort Collinsis uurimistööks määratud põllul. Üldiselt testiti kuue köögivilja kasvu: jalapeño pipar, paprika, salat, suvikõrvits, Tasmaania šokolaaditomatid ja punased võidutomatid.
"Kogu platsil oli kolm istutatud rida - põhjas, keskel ja lõunas," selgitas rühm. "Põhja- ja lõunareas istutati salat, paprika ja tomat kahes nihkes alamreas 0,9 m peenardes, mis kaeti musta plastmultšiga. Suvikõrvits istutati mõlemal aastal eranditult keskmisesse ritta 1,2 meetriga. vahekaugus keskel."
PV-moodulite puhul kasutasid teadlased igat tüüpi kolme. Need paigaldati seatud asendisse 35 kraadi lõuna suunas, moodulite alumine serv 1220 mm maapinnast ja tagaosa 2360 mm kõrgusel. ST-CdTe moodulite nimivõimsus oli 57 W, BF-Si 360 W ja O-Si 325 W.
"Kõik 12 põllukultuuri alamproovist, sealhulgas nii PV-massiivid kui ka kontrollproovid, ulatusid 4,3 m laiuselt ja külgnevate alamproovide vaheline kaugus oli 4,3 m," ütlesid teadlased. "Tänu ühepooluselise kinnituse konfiguratsioonile liikus moodulitest heidetud vari terve päeva jooksul. Sellega said põllukultuurid otsest päikest varakult ja hilisõhtul, maksimaalse varjuga päeva tipptundidel ja vahetult moodulite all. ."
Tulemuste kohaselt näitas suvikõrvits kõigi kolme moodulitüübi all oluliselt madalamat saaki kui kontrollgraafikul, olenemata mooduli läbipaistvuse tüübist. Kui kontrollproovis andis kõrvits täispäikese tingimustes saagiks 5,1 kg taime kohta, siis BF-Si stsenaariumi korral kasvas see 3,2 kg, O-Si stsenaariumi korral 3,2 kg ja ST-CdTe stsenaariumi korral 4,1 kg.
Teiste köögiviljade keskmine saagikus oli 40% läbipaistva ST-CdTe töötlemise korral kontrollrühmaga võrdne või suurem, kuid statistiliselt olulisi erinevusi ei esinenud. Jalapeño paprikad andsid täispäikese käes 155 g, BF-Si 161 g, O-Si 155 g ja ST-CdTe 162 g, samal ajal kui paprika andis täispäikese käes 295 g taime kohta. 294 g BF-Si-s, 278 g O-Si-s ja 346 g ST-CdTe-s.
Salati kaal pea kohta oli täispäikese käes 105 g, BF-Si puhul 126 g, O-Si puhul 111 g ja ST-CdTe puhul 129 g. Tasmaania šokolaaditomatites oli täispäikese käes keskmiselt 926 g taime kohta, BFSi 1060 g, O-Si 1069 g ja ST-CdTe 1278 g. Lõpuks oli punastel võidusõitjatel tomatitel täispäikese käes 867 g taime kohta, BF-Si puhul 733 g, O-Si puhul 903 g ja ST-CdTe puhul 962 g.
"Agri-PV massiivi optimeerimine poolläbipaistvate PV-moodulitega võib suurendada põllumajanduslikku tootmist, säilitades samal ajal pingestatud varikatuse täiendava kaitse traditsioonilistes APV-süsteemides," järeldasid teadlased. "On vaja rohkem uuringuid, et paremini mõista majanduslikke kompromisse mooduli läbipaistvuse suurendamise vahel võrreldes köögiviljakultuuride tootmisega, võttes samal ajal arvesse ka mooduli kahekülgsusest tulenevat suurenenud energiasaagist."
