Teadlased on näidanud, et toonitud läbipaistvate päikesepaneelide kasutamine võib samaaegselt toota elektrit ja toota toitvaid põllukultuure, mis toob kaasa põllumajandustootjate kõrgema sissetuleku väljavaated ja maksimeerib põllumajandusmaa kasutamist.
Võimaldades põllumajandustootjatel oma investeerimisportfelle mitmekesistada, võiks see uus süsteem pakkuda rahalist kaitset turuhindade kõikumise või nõudluse muutuste eest ning leevendada kliima ebausaldusväärsusetusega seotud riske. Suuremas mastaabis võib see oluliselt suurendada päikeseenergia tarnevõimet elektri tootmiseks, mõjutamata põllumajandustootmist.
See ei ole esimene kord, kui poolläbipaistvaid päikesepaneele on kasutatud samal ajal põllukultuuride ja elektri tootmiseks, mida nimetatakse agrofotovoltaamiks. Kuid uudses kohandamises kasutasid teadlased oranži tooniga paneele, et kasutada maksimaalselt ära valguse lainepikkusi (või värve), mis võivad neid läbida.
Toonitud päikesepaneelid neelavad elektri tootmiseks siniseid ja rohelisi lainepikkusi. Oranžid ja punased lainepikkused läbivad, võimaldades allpool olevatel taimedel kasvada. Kuigi standardsetes põllumajandussüsteemides kasvatatud põllukultuurid saavad vähem kui poole kogu valgusest, on paneelide läbivad värvid need, mis sobivad kõige paremini nende kasvuks.
"Kõrge väärtusega põllukultuuri nagu basiiliku puhul korvab elektritootmise väärtus lihtsalt toonitud päikesepaneelide biomassi tootmise kadumise. Kui aga sellised põllukultuurid nagu spinat on madalama väärtusega, on sellel märkimisväärsed rahalised eelised. See juhtivteadur dr Paolo Bombelli Cambridge'i ülikooli biokeemia osakonnast ütles.
Tavalistes kasvutingimustes on toonitud põllumajandusliku PV süsteemi abil toodetud spinati ja elektri koguväärtus 35% kõrgem kui ainult spinati kasvatamisel. Võrdluseks, sel viisil kasvatatud basiiliku kogu rahaline kasu on vaid 2,5%. Arvutuses kasutatakse praeguseid turuhindu: Basil müüb umbes viis korda rohkem kui spinat. Toodetud elektri väärtus arvutatakse eeldusel, et see müüakse uuringu läbi viinud Itaalia riiklikule võrgule.
"Meie arvutused on üsna konservatiivne hinnang süsteemi üldisele finantsväärtusele. Tegelikult, kui põllumajandustootjad ostaksid elektrit riiklikust võrgust oma majade käitamiseks, oleks kasu suurem, "ütles USA California ülikooli professor Christopher Howe. Uuringus osales ka Cambridge'i ülikooli biokeemia osakond.
Uuringus leiti, et toonitud päikesepaneelide all kasvatatud basiiliku turustatav saagikus oli 15 protsenti madalam ja spinat umbes 26 protsenti madalam kui tavalistel kasvutingimustel. Kuid spinati juured kasvavad palju vähem kui varred ja lehed: vähem valgust on saadaval ja taim paneb energiat kasvavatesse "bio-päikesepaneelidesse", et valgust kinni püüda.
Plaatide all kasvatatud spinati ja basiiliku lehtede laboratoorsed analüüsid näitasid, et mõlemal oli suurem valgusisaldus. Teadlased usuvad, et taimed võivad toota täiendavaid valke, et suurendada nende võimet fotosünteesida vähendatud valgustingimustes. Vähendatud valguse mahutamiseks toodab spinat pikemaid varred, mis muudavad koristamise lihtsamaks, tõstes lehed pinnasest.
"Põllumajandustootja seisukohast on kasulik, kui teie lehtköögiviljadel on suuremad lehed, taime söödav osa, mida saab müüa. Kuna ülemaailmne nõudlus valkude järele kasvab jätkuvalt, on võimalik suurendada valku taimekultuurides Sisutehnoloogia oleks samuti väga kasulik.
Uuringu juhtiv autor dr Eleanor Thompson Greenwichi ülikoolist ütles: "Kuna nii paljud põllukultuurid kasvavad praegu mingi läbipaistva katte all, ei ole värviliste päikesepaneelide abil täiendava energiatootmise jaoks maakadu."
Kõik rohelised taimed muudavad päikese valguse keemiliseks energiaks, mis toidab nende kasvu fotosünteesi kaudu. Katsed viidi läbi Itaalias, kasutades kahte katsekultuuri. Spinat (Spinacia oleracea) kujutab endast talvekultuuri: see kasvab vähem päikesevalgusega ja talub külma ilmaga. Basiilik (Ocimum basilicum) kujutab endast suvekultuuri, mis nõuab palju valgust ja kõrgemaid temperatuure.
Teadlased arutavad praegu süsteemi edasisi uuringuid, et näha, kui hästi süsteem töötab teiste põllukultuuride puhul ja kuidas peamiselt punase ja oranži valguse all kasvatamine mõjutab põllukultuure molekulaarsel tasandil.