גידול תרד מתחת לפאנליים סולאריים משפר את התפוקה ב-35%. כך עולה ממחקר חדש שנעשה באוניברסיטת קיימברידג' ובחן את השילוב בין חקלאות לייצור חשמל בחממות.
החוקרים גידלו תרד ובזיליקום בחממות שצופו בגליונות של פנלים סולאריים דקים חצי שקופים, שמסננים רק חלק מקרני השמש. הם התבססו על הרעיון שייצור החשמל ותהליכי הפוטוסינתזה בצמחים מתבססים על אור באורכי גל שונים, ולכן השילוב עשוי להיות מועיל לשני היעדים.
על פי תוצאות הניסוי, בשני הצמחים גדלו עלים גדולים יותר, עם רמת חלבון גבוהה יותר, אך בכמות נמוכה יותר מצמחים אלו בחממות רגילות עם אור שמש מלא.
החוקרים חישבו את התמורה הכלכלית ממכירת הצמחים והחשמל גם יחד וגילו כי כאשר ערך העלים גבוה יחסית, כמו בבזיליקום, השיפור הכלכלי הינו זניח – 2.5% בלבד, אך בגידול תרד, התקבל שיפור של 35%, היות והפקת החשמל מהווה פיצוי משמעותי לעומת ערך המכירה של העלים.
אתגר השטח לייצור חשמל
היות ויצור חשמל מפנלים סולאריים מחייב שטח רב, יש חשיבות רבה למציאת פתרונות לדו-שימוש בשטחים קיימים, עליהם יותקנו פנלים סולאריים במקביל לשימוש נוסף.
שימוש כפול בשטחים חקלאיים (אגרי-וולטאי) הוא אחד הכיוונים המבטיחים, לאור היקף השטח החקלאי הגדול שכבר קיים בעולם. בינתיים, מחקרים רבים נערכים על מנת להשיג שילוב מייטבי בין סוג הגידולים, שיטות הגידול, והטכנולוגיה הסולארית.
לשפר את תפוקת הפנלים בזול
בעוד היעילות האנרגטית של טורבינות קלאסיות – המונעות בגז, פחם וסולר – נמצאת בקיפאון יחסי, הרי שפנלים סולאריים שוברים שיאי תפוקה ונמצאים בהליך מתמיד של שיפור. פנל סולארי יעיל יותר מאפשר להפיק יותר חשמל על אותו שטח, ולכן מגדיל את התפוקה בשטח קטן נתון דוגמת גג או חממה.
Researchers have demonstrated the use of tinted, semi-transparent solar panels to generate electricity and produce nutritionally-superior crops simultaneously, bringing the prospect of higher incomes for farmers and maximizing use of agricultural land. https://t.co/mbAJZhZkqJ pic.twitter.com/YJDG79jwSt
— Cambridge in America (@cantabusa) August 5, 2020
הפנלים היעילים ביותר, אינם הפנלים המשתלמים ביותר לרכישה, בשל מחירם הגבוה. לכן, יש ערך במחקר ופיתוח למציאת דרכים זולות לשיפור התפוקה בפנלים זולים יותר. לפי פרסום בPV MAGAZINE, ציפוי דקיק שפיתחה חברת ICS, מאפשר לרכז יותר קרני שמש, כך שתפוקת החשמל תגדל ב5-10%. הציפוי עשוי להביא לשיפור גדול עוד יותר בפנלים סולאריים שקופים.
מגג החניון למצבר המכונית
חברת DHP הגרמנית, הצליחה לשפר את היעילות האנרגטית בשיטה שונה. החברה הקימה חניון בעל גג סולארי בשוייץ המתאים ל-152 מכוניות. הטכנולוגיה הזו מתאימה להטענת רכבים חשמליים שחונים מתחת לפנלים, מכיוון שפנלים מייצרים חשמל בזרם ישיר (DC), בדיוק כמו הזרם שצריכות מכוניות. חיסכון משמעותי באנרגיה מתקבל מביטול הצורך להמיר את החשמל לזרם חילופין (AC), כמו זה המשמש ברשת החשמל.
רעפים סופחי חום
באוניברסיטת ווסטרן סידני באוסטרליה, ניסו למצוא פתרון לבעיה ידועה בחשמל הסולארי – חימום. ייצור החשמל המירבי נעשה בטמפרטורה של 25 מעלות צלסיוס. כאשר הפנל מתחמם, יעילותו נפגעת. מאחר ומדובר בטכנולוגיה שמהותה קליטת קרני שמש מדובר באתגר של ממש.
הפתרון שמצאו בווסטרן התייחס לשימוש ספציפי – אריחים סולאריים לבניית גגות רעפים. החוקרים בנו אריח שכולל חומר סופח חום מהפנל הסולארי. כתוצאה מכך, התפוקה בחורף עלתה ב-4.1% והתפוקה בקיץ עלתה בין 2.2% ל-4.3% בקיץ. תוספת העלות של החומר הסתכמה ב-1.2%.
השינוי שהשיגו האוסטרלים אומנם אינו גדול, אך יש לו משמעות מימונית – התקנת גג סולארי מסוג זה מקצרת את החזר ההשקעה בכארבעה חודשים, מתוך תקופת מימון סטנדרטית של שש שנים. השימוש בקירור פאסיבי אינו מצריך כל תחזוקה נוספת, בשונה משיטות קירור אקטיבי בעזרת מים או אוויר.
המהפכה המתמדת
הטכנולוגיה הסולארית זקוקה עדיין לשכלול משמעותי בכדי לצמצם את המשמעות של חסרונותיה: חוסר היציבות המובנה שלה, ריבוי השטחים הנדרשים לה וההשפעה הסביבתית של ייצור הפנלים עצמם.
כדי להוות חלופה של ממש לאנרגיות מזהמות, הטכנולוגיה הסולארית צריכה ליצור מרווח כלכלי מספיק גדול כך שתעריף החשמל יוכל לממן גם טכנולוגיות משלימות נדרשות, כמו אגירת חשמל בהיקף נרחב.
בשנת 2013 יוצרו הפנלים הסולארים הראשונים שיפיקו בימי חייהם יותר אנרגיה מאשר זו שהושקעה על מנת לייצר אותם עצמם. מאז ועד היום, טכנולוגיית החשמל הסולארי ממשיכה להשתכלל ובעיות שונות הקשורות בה נפתרות. שינויים קטנים ומצטברים, המשקפים את האבולוציה של כדאיות שימוש באנרגיה סולארית.
