Los futuros invernaderos estarán completamente alimentados por energía solar
Muchos invernaderos podrían llegar a ser neutrales en cuanto a la energía que consumen gracias a usar paneles solares transparentes para cosechar energía, principalmente de las longitudes de onda de luz que las plantas no usan para la fotosíntesis. Estos son los resultados de un nuevo estudio de modelización realizado por investigadores de ingeniería, biología de plantas y física de la Universidad Estatal de Carolina del Norte.
«Las plantas solo utilizan algunas longitudes de onda de luz para la fotosíntesis, y la idea es crear invernaderos que produzcan energía a partir de esa luz no utilizada y que a la vez permitan el paso de la mayor parte de la banda de luz fotosintética», dice Brendan O’Connor, autor del estudio y profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad Estatal de Carolina del Norte. «Es posible hacer esto gracias a la utilización de células solares orgánicas, porque nos permiten sintonizar el espectro de luz que la célula solar absorbe, de modo que podemos centrarnos en el uso de la mayoría de las longitudes de onda de luz que las plantas no utilizan». Sin embargo, hasta ahora no estaba claro cuánta energía podría capturar un invernadero si utilizara estas células solares orgánicas semitransparentes y selectivas en longitud de onda».
Para abordar esta cuestión, los investigadores utilizaron un modelo informático para estimar cuánta energía podría producir un invernadero si tuviera paneles solares con células solares orgánicas semitransparentes en su techo, y si eso sería suficiente energía para compensar la cantidad de energía que el invernadero requiere para funcionar eficazmente. El modelo fue desarrollado para estimar el uso de energía para invernaderos que cultivan tomates en lugares de Arizona, Carolina del Norte y Wisconsin.
«Gran parte del uso de la energía en los invernaderos proviene de la calefacción y la refrigeración, por lo que nuestro modelo se centró en el cálculo de la carga de energía necesaria para mantener el rango de temperatura óptimo para el crecimiento del tomate», dice O’Connor. «El modelo también calculó la cantidad de energía que un invernadero produciría en cada lugar cuando los paneles solares se colocan en su techo».
El modelado es complejo porque hay un complicado equilibrio entre la cantidad de energía que las células de los paneles solares generan y la cantidad de luz en la banda fotosintética que permiten pasar. Básicamente, si los agricultores están dispuestos a sacrificar mayores cantidades de crecimiento fotosintético, pueden generar más energía.
Es más, las células solares utilizadas para este análisis son aislantes eficaces, porque reflejan la luz infrarroja. Esto ayuda a mantener los invernaderos más frescos en el verano, mientras que atrapan más calor en el invierno.
El resultado final es que, para muchos operadores de invernaderos, la compensación podría ser pequeña. Particularmente para los invernaderos en climas cálidos o templados.
Por ejemplo, en Arizona, los invernaderos podrían llegar a ser neutrales en cuanto a la energía, sin necesidad de una fuente de energía externa, mientras que bloquearían solo el 10% de la banda de luz fotosintética. Sin embargo, si los agricultores están dispuestos a bloquear más luz fotosintética, podrían generar el doble de energía de la que necesitan para operar el invernadero. En Carolina del Norte, un invernadero podría volverse energéticamente neutro mientras bloquea el 20% de la luz fotosintética. En Wisconsin, los invernaderos no podrían llegar a ser neutrales en energía usando células solares semitransparentes pues mantener el invernadero caliente en invierno requiere demasiada energía. Sin embargo, los paneles solares podrían satisfacer hasta el 46% de la demanda de energía del invernadero.
«Aunque la tecnología utiliza parte de la luz de la que las plantas dependen, creemos que el impacto será insignificante en el crecimiento de las plantas, y que la compensación tendrá sentido financiero para los agricultores», dice O’Connor. (Fuente: NCYT Amazings)
