शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया है कि रंगीन, पारभासी सौर पैनलों का उपयोग एक साथ बिजली पैदा कर सकता है और पौष्टिक फसलों का उत्पादन कर सकता है, जिससे किसानों के लिए उच्च आय की संभावनाएं हो सकती हैं और कृषि भूमि उपयोग को अधिकतम किया जा सकता है।
किसानों को अपने निवेश पोर्टफोलियो में विविधता लाने की अनुमति देकर, यह उपन्यास प्रणाली बाजार की कीमतों में उतार-चढ़ाव या मांग में बदलाव से वित्तीय सुरक्षा प्रदान कर सकती है, और जलवायु अविश्वसनीयता से जुड़े जोखिमों को कम कर सकती है। बड़े पैमाने पर यह कृषि उत्पादन को प्रभावित किए बिना बिजली उत्पन्न करने के लिए सौर ऊर्जा आपूर्ति क्षमता को बहुत बढ़ा सकता है।
यह पहली बार नहीं है कि अर्ध-पारदर्शी सौर पैनलों का उपयोग एक ही समय में फसलों और बिजली का उत्पादन करने के लिए किया गया है, एक तकनीक जिसे एग्रोफोटोवोल्टिक के रूप में जाना जाता है। लेकिन एक उपन्यास अनुकूलन में, शोधकर्ताओं ने प्रकाश के तरंग दैर्ध्य (या रंग) का अधिकतम लाभ उठाने के लिए नारंगी-टिंटेड पैनलों का उपयोग किया जो उनके माध्यम से गुजर सकते हैं।
टिंटेड सौर पैनल बिजली उत्पन्न करने के लिए नीले और हरे रंग की तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करते हैं। नारंगी और लाल तरंग दैर्ध्य के माध्यम से गुजरते हैं, जिससे नीचे के पौधों को बढ़ने की अनुमति मिलती है। जबकि मानक कृषि प्रणालियों में उगाई जाने वाली फसलों को उनके कुल प्रकाश के आधे से भी कम प्राप्त होता है, पैनलों के माध्यम से गुजरने वाले रंग उनके विकास के लिए सबसे उपयुक्त होते हैं।
"तुलसी जैसी उच्च मूल्य वाली फसल के लिए, बिजली उत्पादन का मूल्य बस रंगीन सौर पैनलों से बायोमास उत्पादन के नुकसान के लिए बनाता है। हालांकि, जब पालक जैसी फसलें कम मूल्य की होती हैं, तो इसके महत्वपूर्ण वित्तीय लाभ होते हैं। इस प्रमुख शोधकर्ता कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के जैव रसायन विभाग के डॉ पाओलो बोम्बेली ने कहा।
सामान्य बढ़ती परिस्थितियों में, एक रंगीन कृषि पीवी प्रणाली का उपयोग करके उत्पादित पालक और बिजली का संयुक्त मूल्य अकेले बढ़ते पालक की तुलना में 35% अधिक है। तुलनात्मक रूप से, इस तरह से उगाए गए तुलसी के लिए कुल वित्तीय लाभ केवल 2.5% है। गणना वर्तमान बाजार कीमतों का उपयोग करती है: तुलसी पालक के रूप में लगभग पांच गुना अधिक के लिए बेचती है। उत्पादित बिजली के मूल्य की गणना यह मानते हुए की जाती है कि इसे इतालवी राष्ट्रीय ग्रिड को बेचा जाएगा, जिसने अध्ययन किया था।
"हमारी गणना प्रणाली के समग्र वित्तीय मूल्य का काफी रूढ़िवादी अनुमान है। वास्तव में, अगर किसानों ने अपने घरों को चलाने के लिए राष्ट्रीय ग्रिड से बिजली खरीदी, तो लाभ अधिक से अधिक होगा, "प्रोफेसर क्रिस्टोफर होवे, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, संयुक्त राज्य अमेरिका ने कहा। कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के जैव रसायन विभाग ने भी शोध में भाग लिया।
अध्ययन में पाया गया कि रंगीन सौर पैनलों के तहत उगाए जाने वाले तुलसी में 15 प्रतिशत कम विपणन योग्य उपज और पालक सामान्य बढ़ती परिस्थितियों की तुलना में लगभग 26 प्रतिशत कम था। हालांकि, पालक की जड़ें तनों और पत्तियों की तुलना में बहुत कम बढ़ती हैं: कम प्रकाश उपलब्ध है, और पौधे प्रकाश को पकड़ने के लिए बढ़ते "जैव-सौर पैनलों" में ऊर्जा डालता है।
प्लेटों के नीचे उगाए गए पालक और तुलसी के पत्तों के प्रयोगशाला विश्लेषण से पता चला कि दोनों में उच्च प्रोटीन सांद्रता थी। शोधकर्ताओं का मानना है कि पौधे कम प्रकाश परिस्थितियों में प्रकाश संश्लेषण करने की अपनी क्षमता को बढ़ाने के लिए अतिरिक्त प्रोटीन का उत्पादन कर सकते हैं। कम प्रकाश को समायोजित करने के लिए, पालक लंबे तने का उत्पादन करता है जो मिट्टी से पत्तियों को उठाकर कटाई को आसान बनाते हैं।
"एक किसान के दृष्टिकोण से, यह फायदेमंद है यदि आपके पत्तेदार साग में बड़ी पत्तियां हैं, पौधे का खाद्य हिस्सा जिसे बेचा जा सकता है। जैसा कि प्रोटीन की वैश्विक मांग बढ़ती जा रही है, पौधों की फसलों में प्रोटीन बढ़ाना संभव है सामग्री प्रौद्योगिकी भी बहुत फायदेमंद होगी।
अध्ययन के प्रमुख लेखक, ग्रीनविच विश्वविद्यालय के डॉ एलेनोर थॉम्पसन ने कहा: "वर्तमान में किसी प्रकार के पारदर्शी कवर के तहत इतनी सारी फसलों के साथ, रंगीन सौर पैनलों का उपयोग करके अतिरिक्त ऊर्जा उत्पादन के लिए कोई भूमि हानि नहीं है।
सभी हरे पौधे सूर्य से प्रकाश को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं जो प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से उनके विकास को ईंधन देता है। दो परीक्षण फसलों का उपयोग करके इटली में प्रयोग किए गए थे। पालक (Spinacia oleracea) एक सर्दियों की फसल का प्रतिनिधित्व करता है: यह कम सूरज की रोशनी के साथ बढ़ता है और ठंड के मौसम को सहन करता है। तुलसी (Ocimum basilicum) एक गर्मियों की फसल का प्रतिनिधित्व करता है जिसके लिए बहुत सारे प्रकाश और उच्च तापमान की आवश्यकता होती है।
शोधकर्ता वर्तमान में यह देखने के लिए सिस्टम के आगे के परीक्षणों पर चर्चा कर रहे हैं कि सिस्टम अन्य फसलों पर कितनी अच्छी तरह से काम करता है, और मुख्य रूप से लाल और नारंगी प्रकाश के तहत बढ़ने से आणविक स्तर पर फसलों को कैसे प्रभावित किया जाता है।