Veel kassen zouden energieneutraal kunnen worden door doorzichtige zonnepanelen te gebruiken om energie te oogsten, voornamelijk van de golflengten van licht die planten niet gebruiken voor fotosynthese. Dat zijn de bevindingen van een nieuwe modelstudie uitgevoerd door engineering, plantenbiologie en natuurkunde onderzoekers aan de North Carolina State University.

"Planten gebruiken slechts enkele golflengten van licht voor fotosynthese, en het idee is om kassen te maken die energie halen uit dat ongebruikte licht, terwijl het grootste deel van de fotosynthetische lichtband doorgelaten wordt, " zegt Brendan O'Connor, corresponderende auteur van de studie en een universitair hoofddocent werktuigbouwkunde en ruimtevaarttechniek bij NC State. "We kunnen dit doen door gebruik te maken van organische zonnecellen, omdat ze ons in staat stellen het spectrum van licht dat de zonnecel absorbeert af te stemmen, zodat we ons kunnen concentreren op het gebruik van voornamelijk golflengten van licht die planten niet gebruiken. Echter, tot nu toe was het niet duidelijk hoeveel energie een kas zou kunnen opvangen als deze semitransparante, golflengte selectief, organische zonnecellen."

Om die vraag te beantwoorden, onderzoekers gebruikten een rekenmodel om te schatten hoeveel energie een kas zou kunnen produceren als het semi-transparante organische zonnecellen op het dak had - en of dat genoeg energie zou zijn om de hoeveelheid energie te compenseren die de kas nodig heeft om effectief te werken. Het model is ontwikkeld om het energieverbruik te schatten voor de tomatenteelt in kassen op locaties in Arizona, Noord-Carolina en Wisconsin.

"Veel van het energieverbruik in kassen komt van verwarming en koeling, dus ons model was gericht op het berekenen van de energiebelasting die nodig is om het optimale temperatuurbereik voor tomatengroei te behouden, " zegt O'Connor. "Het model berekende ook hoeveel energie een kas zou produceren op elke locatie als er zonnecellen op het dak werden geplaatst."

De modellering is complex omdat er een ingewikkelde afweging is tussen de hoeveelheid stroom die de zonnecellen genereren en de hoeveelheid licht in de fotosynthetische band die ze doorlaten. In principe, als telers bereid zijn grotere hoeveelheden fotosynthetische groei op te offeren, ze kunnen meer stroom opwekken.

Bovendien, de voor deze analyse gebruikte zonnecellen zijn effectieve isolatoren, omdat ze infrarood licht weerkaatsen. Dit helpt de kassen in de zomer koeler te houden, terwijl het in de winter meer warmte vasthoudt.

Het eindresultaat is dat, voor veel glastuinbouwbedrijven, de afweging kan een kleine zijn. Vooral voor kassen in warme of gematigde klimaten.

Bijvoorbeeld, in Arizona, de kassen zouden energieneutraal kunnen worden - ze hebben geen externe stroombron nodig - terwijl ze slechts 10% van de fotosynthetische lichtband blokkeren. Echter, als telers bereid zijn meer fotosynthetisch licht te blokkeren, ze konden twee keer zoveel energie opwekken als nodig was om de kas te laten draaien. In Noord-Carolina, een kas zou energieneutraal kunnen worden en 20% van het fotosynthetische licht kunnen blokkeren. In Wisconsin, kassen konden niet energieneutraal worden met de semitransparante zonnecellen - het warm houden van de kas in de winter kost te veel energie. Echter, de zonnecellen konden tot 46% van de energievraag van de kas dekken.

"Hoewel de technologie gebruikmaakt van een deel van de lichte planten waar ze op vertrouwen, we denken dat de impact op de plantengroei verwaarloosbaar zal zijn - en dat de afweging financieel zinvol zal zijn voor telers, ' zegt O'Connor.

De krant, "Netto-energieneutrale kassen bereiken door semitransparante organische zonnecellen te integreren, " is gepubliceerd in het tijdschrift Joule .