Система агровольтаических теплиц для выращивания культур в контролируемой среде

Исследователи разработали систему агровольтаических теплиц, в которой используются полупрозрачные фотоэлектрические модули для создания контролируемого микроклимата при выращивании культур. Полевые испытания в Канаде показали значительное увеличение урожайности салата-латука, а также возможность выработки солнечной энергии на небольших участках.

Международная исследовательская группа разработала агрофотоэлектрическую систему для выращивания культур в контролируемой среде.

Холодные парники — это простые, низкотехнологичные сооружения для садоводства, которые обычно представляют собой прозрачную или полупрозрачную крышку над низким ограждением, используемым для защиты растений и создания более теплого микроклимата, что позволяет продлить вегетационный период. В целом холодный парник — это небольшое неотапливаемое сооружение, которое защищает растения от неблагоприятных погодных условий и продлевает вегетационный период за счет создания более благоприятного микроклимата.

«Мы превратили ящики для зарядных станций электромобилей в холодные парники для агровольтаики, чтобы проверить потенциал агровольтаики в рамках простой технологии холодных парников, — рассказал автор исследования Джошуа М. Пирс. — Мы специально протестировали тонкопленочные солнечные модули разных цветов, которые изначально предназначались для использования в качестве цветных окон в зданиях».

Пирс добавил, что его команда в настоящее время использует ту же агрофотоэлектрическую теплицу для выращивания других культур, а результаты, как ожидается, будут опубликованы в будущем. «Мы ожидаем хороших результатов, особенно с учетом повышения температуры из-за глобального потепления, — сказал он. — Теплицы могут помочь регулировать температуру так, как вам нужно, двумя способами. Летом полутень дает растениям передышку, особенно в сильную жару. Ближе к концу сезона закрытые ящики сохраняют тепло и могут продлить вегетационный период».

Агрофотоэлектрические холодные теплицы

Исследователи провели полевой эксперимент с июля по октябрь 2025 года в Онтарио, Канада. Четыре идентичные агрофотоэлектрические холодные теплицы были сконструированы из деревянных транспортировочных ящиков размером 233 см × 122 см × 102 см, в которых крыша и южная стена были заменены на 55-процентно прозрачные двусторонние тонкопленочные фотоэлектрические модули из теллурида кадмия (CdTe). Были протестированы четыре цвета модулей: нейтральный (серый), красный, зеленый и синий. Все модули имели площадь 0,72 м² и мощность 34 Вт. В каждой холодной теплице было шесть фотоэлектрических модулей: три горизонтальных, установленных на крыше, и три вертикальных, обращенных на юг, общей установленной мощностью 204 Вт.

Салат ромэн выращивали в горшках объемом 1,5 галлона внутри теплиц, а открытый участок под открытым небом служил контрольным. Все растения получали одинаковую почву и полив без внесения удобрений. Спектры пропускаемого света измерялись с помощью спектрометра, температура почвы контролировалась ежечасно с помощью термисторов, а высота растений и количество листьев фиксировались еженедельно. Конечную продуктивность оценивали по свежей биомассе при сборе урожая. Годовую выработку электроэнергии установленной фотоэлектрической системой оценивали отдельно с помощью модели System Advisor Model (SAM).

«Агрофотоэлектрические холодные теплицы превзошли контрольные образцы, — сказал Пирс. — В целом агрофотоэлектрические системы создавали в холодных теплицах микроклимат, который повышал урожайность салата. Лучше всего показали себя нейтральные полупрозрачные модули без добавления цвета — они дали на 300 % больше салата. Однако даже цветные варианты показали лучшие результаты: зеленый дал на 210 % больше салата, красный — на 161 %, а синий — на 120 % больше, чем салат, выращенный на открытом воздухе».

Моделирование SAM предсказало удельную годовую выработку в размере 1209 кВтч / кВт для горизонтальных модулей и 878 кВтч / кВт для вертикальных модулей, что соответствует годовой выработке электроэнергии в размере 123,3 кВтч и 89,6 кВтч соответственно. В совокупности, по оценкам, одна холодильная установка вырабатывает 212,9 кВт * ч электроэнергии в год. “Таким образом, благодаря этим холодильным установкам вы сможете приготовить себе ужин и сократить счета за электроэнергию”, - заключил Пирс.

Новая агрофотовольтаическая технология была представлена в статье «Влияние полупрозрачных нейтральных, красных, зеленых и синих фотоэлементов на рост салата в агрофотовольтаических теплицах», опубликованной в Solar Energy. В исследовании приняли участие ученые из Туринского политехнического университета в Италии и Западного университета в Канаде.

На сайте инверторы ру, вы можете купить аккумулятор FIAMM FG 20201