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Pflanzensaft und Sonnenkraft: Treibhäuser mit Solarzellen – geht das?

© CC0 / Pixabay / HansTreibhaus (Symbolbild)
Treibhaus (Symbolbild) - SNA, 1920, 22.03.2021
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Ja, es geht. Zumindest dann, wenn die Zellen das Licht abgreifen, das die Pflanze fürs Wachstum nicht braucht. Genau das ermöglicht ein bestimmter Typ Solarzelle. Das Versprechen: Autarke Treibhäuser, die sich selbst mit Energie versorgen.
Landwirtschaftliche Fläche wird für gewöhnlich nur dann mit Solarzellen bedeckt, wenn sie sich als ertragsarm erweist. Sonst würde Photovoltaik wertvolles Ackerland verschlingen. Doch nicht die gesamte Menge des einfallenden Sonnenlichts und auch nicht das gesamte Spektrum werden für Landwirtschaft benötigt.
Eine Lösung namens „Agrophotovoltaik“ hat 2019 das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme entwickelt: Es handelt sich um schwenkbare Solarzellen, die deutlich über dem Boden angebracht sind. Diese ernten nicht nur Sonnenenergie, sondern erhöhen bei Pflanzen wie der Kartoffel sogar den Ernteertrag im Vergleich zu unbeschatteten Feldern.

Treibhaus-Dach mit Solarzellen

Ein weiterer Ansatz für Treibhäuser kommt nun von der North Carolina State University. Dabei wird das Dach eines Treibhauses mit halbdurchlässigen Solarzellen bedeckt, sodass Wellenlängen, die Pflanzen für ihr Wachstum benötigen, weiter durch das Dach fallen, während andere in Strom verwandelt werden.
Getestet wurde es an Rotblattsalat in Treibhäusern, die sich nur durch Anwesenheit oder Abwesenheit solcher Zellen unterschieden. Temperatur, CO2-Konzentration, Bewässerung und die Menge an Dünger waren identisch.
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Organische Solarzellen für optimale Temperatur

Das unerwartete Studienresultat: Salat, der unter solchen Zellen heranwuchs, wich kaum vom Salat aus einem Treibhaus ohne Solarzellen ab – auch nicht in der Menge von Antioxidantien, Größe, Gewicht und seiner CO2-Aufnahme. Außerdem unterstützten die Solarzellen die Regulierung der Temperatur im Treibhaus.
Zum Einsatz kamen keine silikonbasierten, sondern halbdurchlässige organische Solarzellen, die die Solarforschung auch für Fenster ins Auge fasst. Der Vorteil solcher Solarzellen: Sie können sehr bequem auf bestimmte Wellenlängen festgelegt werden. Im Fall des Treibhauses sind es die Wellenlängen, die eine bestimmte Pflanze nicht für die Photosynthese und damit ihr Wachstum braucht. Nachdem die Machbarkeit an Salat demonstriert wurde, soll das Konzept nun an weiteren Pflanzen erprobt werden – allen voran an Tomaten.
Der Nutzen beim solarzellenbedeckten Treibhaus ist ein anderer als bei Agrophotovoltaik, bei der es wirklich um die Einspeisung von erneuerbarem Strom ins Netz geht. Bei Treibhäusern wird aber einiges an Strom für die Temperaturregulierung benötigt. Diesen könnten künftige Treibhäuser mit der neuen Technologie selbst erzeugen.
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