这种太阳能温室可能会改变我们的饮食方式

科技 2020-03-05 10:25:30

温室有一长串的好处:更高的粮食产量,更少的水消耗,可能更少的农药使用,一个全年的生长季节。但有一个问题:无论是安装还是操作,它们都很昂贵。但由于加州大学圣克鲁斯分校开发的太阳能技术,温室正在享受阳光下的新时刻。

基于物理学教授苏·卡特(Sue Carter)在薄膜光电子实验室(Thin-Film Optoelectronics Laboratory of physics)开发的技术的募捐公司正忙着向种植者解释在温室里使用太阳能电池板的好处。

“简单地说,”征集组的首席执行官Glenn Alers说,“征集组允许更多的权力,更多的产出,更多的利润。”

太阳能电池板本身并不是你想象中的太阳能电池板:它们是半透明的,是一种亮红色。

洋红色如何使温室更绿

将透明太阳能板应用于温室的想法是一个愉快的意外。

卡特和她的研究团队正在研究发光太阳能聚光器,这种聚光器使用荧光染料来吸收光线,使太阳能电池板的效率显著提高。

“浓缩染料吸收阳光,然后以低能量光子的形式重新散发出去。这意味着你可以使用更少的太阳能电池板,因为吸收塔在工作,”卡特解释说。

没有一个系统是完全有效的,而且总是有光没有被太阳能电池板利用而丢失。在这种情况下,他们测试的面板上玫瑰色的光消失了,这很有趣。这盏灯不是浪费:它是燃料。

卡特说:“我们意识到,红色的光正是你在商业种植灯中看到的植物灯的颜色。”

植物并不利用整个可见光光谱进行光合作用——生长灯优化了植物生长所使用的光的颜色。卡特实验室开发的太阳能电池板吸收绿光并发出红光,以增强太阳能电池的发电能力——而多余的红光恰好落在植物使用的光谱范围内。

日光温室的好处

采用温室的最大障碍是成本,包括安装和材料的成本,以及冷却、加热和照明温室的持续成本。使用太阳能电池板发电大大降低了温室的发电成本。Carter和Soliculture正在努力向人们展示一个完全净零温室是可能的。

“加州是全国最大的温室用户之一,如果不是最大的,它只会变得更大,”卡特说,他列举了加州干旱和有机农产品需求增加的两个驱动因素。

如果你是在气候温和的沿海地区,如加州大学圣克鲁斯分校,净零温室更容易实现。但是加州其他比较干旱的地区呢,比如中央谷或者内陆帝国?

在加州大学河滨分校(UC Riverside),我们的目标是让粉红色的太阳能温室能够跨越各种气候。加州大学河滨分校(UC Riverside)农业运营主管、亚热带园艺专家佩吉•莫克(Peggy Mauk)表示:“我们必须确保它是可持续的。”“我们可以证明,它不需要只在沿海环境中使用。我们可以在加州的大部分地区使用它。”

为了建造他们的粉色太阳能温室,加州大学河滨分校(UC Riverside)的工程团队也参与其中,捐赠了锂离子。他们想看看温室是否能够在不增加额外面板的情况下应对经常出现的极端天气(南加州的温室温度高达140华氏度,不需要降温)。这里,面板的颜色也很有帮助。太阳能板不仅为沼泽冷却器提供电力,而且太阳能板的彩色阴影使温室更凉爽,可以消除对百叶窗的需求。

加州大学河滨分校的太阳能温室即将建成并投入使用,它将成为加州大学河滨分校可持续发展项目的综合体:学生花园和太阳能农场。“它很漂亮,”莫克说,最终的产品可能会更好——一种开箱即用的太阳能温室模型,可以用于整个州的农作物和研究,是“加州大学碳中和温室生产的展示”。

绿色创新在加州大学成长

募款并不是唯一一家看到环保的公司;他们是近年来加州大学研究中涌现的大量初创公司和绿色技术创新的一部分。

卡特说:“现在是绿色技术创业的最佳时机。

基于加州大学戴维斯分校技术的Tule Technologies等初创公司正在帮助加州种植者适应有限的水资源供应,而从波浪能到下一代电池制造商的清洁能源初创公司正迅速从加州大学的发明中涌现出来。

卡特说:“通常情况下,从想法阶段到市场阶段需要很长时间,但现在有利的政策变化、自然灾害和生活方式的改变正在加速一切。”

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