Een nieuw type commercieel kaspaneel verbetert de lichtkwaliteit door kleuren te versterken die gunstig zijn voor planten en elektriciteit op te wekken zonder productieverlies, aldus het bedrijf dat samenwerkte om de technologie te ontwikkelen.
Soliculture, gevestigd in Scotts Valley, Californië, heeft verschillende jaren van commerciële plantengroeiproeven voltooid, waaronder groenten, siergewassen, snijbloemen en bessen. Het bedrijf zei dat proeven hebben aangetoond dat de panelen die direct boven de gewasproductie zijn gemonteerd, een neutraal tot positief effect hebben op de plantengroei.
"Solarie heeft een toonaangevende technologie ontwikkeld voor de productie van fotovoltaïsche zonne-energiemodules die zijn geoptimaliseerd voor kastoepassingen,” zei Carley Corrado, directeur bedrijfsontwikkeling voor het bedrijf.
Zonnecellen, door wetenschappers ook wel fotovoltaïsche (PV) cellen genoemd, zetten zonlicht direct om in elektriciteit. PV dankt zijn naam aan het proces waarbij licht (fotonen) wordt omgezet in elektriciteit (spanning), dat het PV-effect wordt genoemd.
“Zowel planten als zonnepanelen hebben zonlicht nodig, en tot nu toe was het niet mogelijk om beide onder hetzelfde dak te doen. Maar met de gepatenteerde technologie van Solaria, die het afgelopen decennium is ontwikkeld voor het snijden, rijgen en lamineren van PV-cellen, zetten Solaria's Greenhouse PV-modules een deel van het zonlicht efficiënt om in elektriciteit terwijl ze kwaliteitslicht voor landbouwproductie onder de modules doorlaten”, aldus een persbericht. .
Corrado zei dat de modules glastuinders in staat stellen om elektriciteit te produceren om ofwel hun eigen stroombehoeften te compenseren, ofwel om inkomsten te genereren op dezelfde bestaande voetafdruk van hun kassen, "allemaal zonder afbreuk te doen aan hun landbouwproductiviteit."
Afgelopen zomer hebben het in Fremont, Californië gevestigde Solaria, een leverancier van zonnemoduletechnologieën, en Soliculture, een leverancier van geïntegreerde fotovoltaïsche cellen (GIPV) voor commerciële glastuinders, een strategische samenwerking tot stand gebracht voor PV-landbouwtoepassingen.
Solaria levert haar celverwerkingstechnologie voor gebruik met Soliculture's luminescente zonneconcentratortechnologie. De nieuwe modules zijn in staat om elektriciteit op te wekken in een gewijzigd lichtspectrum dat is geoptimaliseerd voor plantengroei.
Technologie links
De aandeleninvestering van Solaria in Soliculture stelt de bedrijven in staat om hun technologieën te combineren om PV-oplossingen voor kassen te creëren, aldus het persbericht.
"Samen hebben de bedrijven hun eerste commerciële project afgerond met een van de grootste commerciële eigenaren en telers van kassen in Noord-Californië", aldus het persbericht. "Het systeem verwacht in slechts zes jaar een return on investment op te leveren, aantrekkelijke cijfers voor een steeds veeleisender wordende wereldwijde landbouwmarkt."
"Solaria is verheugd om met Soliculture samen te werken om twee van de meest urgente problemen van onze tijd aan te pakken: voedsel- en energiezekerheid," zei Solaria CEO Suvi Sharma. “Volgens de Wereldbank moeten we tegen 50 minstens 2050 procent meer voedsel produceren om de groeiende bevolking bij te houden. We zijn ons maar al te goed bewust van het cruciale belang van het creëren van een duurzamere energietoekomst. Om met één product zowel gewasopbrengsten als klimaatverandering aan te kunnen pakken, is revolutionair.”
De twee bedrijven gebruiken Solaria's eigen celverwerkingstechnologie en Soliculture's luminescente zonneconcentratortechnologie.
"Samen bieden ze klanten een gecombineerde waarde van zeer efficiënte, esthetisch aantrekkelijke modules tegen een kosteneffectieve prijs met een veranderd lichtspectrum dat is geoptimaliseerd voor plantengroei en tegelijkertijd elektriciteit opwekken", aldus het persbericht. “Dit product beantwoordt aan de unieke behoefte van boeren en hun bedrijven aan een materiaal dat neutrale effecten heeft op planten, maar dat ook voldoende kracht genereert om het economisch aantrekkelijk te maken. Nu hebben glastuinders een grote stimulans om geïntegreerde fotovoltaïsche zonne-energie (BIPV) op te nemen in hun landbouwprojecten.”
"Boeren zijn de niet-erkende helden van onze tijd, maar ze zullen niet in staat zijn om de vraag, hogere kosten en verslechterende groeiomstandigheden als gevolg van klimaatverandering bij te houden, tenzij we innovaties creëren om hen te helpen," zei Glenn Alers, voorzitter van de Soliculture en CEO. "Toegewijd onderzoek en jarenlange ervaring op het gebied van PV hebben Soliculture en Solaria in staat gesteld om glastuinders een nieuwe tool te bieden die hen het economische voordeel kan bieden van zonne-energieopwekking, samen met verbeterde landbouwproductie, op dezelfde voetafdruk. Dit is de toekomst van zonne-energie en het is nu volledig beschikbaar voor boeren om gebruik te maken van prikkels, energie te besparen en geld te besparen.”
Alers zei dat de Greenhouse Integrated Photovoltaic (GIPV) -panelen van het bedrijf "stroomproductie direct boven de plantengroei mogelijk maken. De kas biedt een ideale structuur om de panelen te ondersteunen, dus er zijn geen extra stellingen of ondersteuning nodig, wat een ideale locatie voor BIPV creëert.”
Corrado zei dat Soliculture samenkwam na onderzoek aan de Universiteit van Californië, Santa Cruz.
“Het onderzoek werd een aantal jaren ondersteund door subsidies”, zegt ze. "Een
van onze grootste uitdagingen was het snijden en in blokjes snijden van de zonnecellen om er dunne reepjes van te maken. Het is een heel duur onderdeel van het proces. Snijden kost meer dan de zonnepanelen zelf. Solaria was toevallig bezig met het ontwikkelen van snij- en blokjestechnologie. De machines die ze daarvoor moeten gebruiken, zijn volledig geautomatiseerd.
"(Solaria's) technologie is ontwikkeld voor een heel ander doel dan de onze," zei Corrado. “Ze ontdekten dat we onderzoek hadden gedaan naar het kweken van planten en het gaf hen toegang tot een nieuwe landbouwmarkt, wat voorheen moeilijk voor hen was. Het is een wederzijds voordelige samenwerking.”
Kwekersproeven
Soliculture heeft onderzoeksproeven uitgevoerd met enkele Californische kassen, waaronder telers van groenten en keukenkruiden.
Ze zei dat de eerste commerciële proef van Soliculture werd gedaan in een van Stuart Kitayama's kassen bij Kitayama Brothers Farms in Watsonville, Californië.
"We huurden een kas en deden een gemengde proef van groenten, snijbloemen en siergewassen om de reactie van planten onder het veranderde spectrum van onze panelen te leren kennen, in vergelijking met een controle," zei Corrado. "In 2015 was Stuart de eerste commerciële teler die een in een kas geïntegreerd fotovoltaïsch systeem van ons kocht."
Soliculture is ook een samenwerking aangegaan met het kassenbedrijf Van Wingerden in de buurt van Santa Maria, Californië, eigendom van Rene Van Wingerden en beheerd door zijn zoon, Ivor.
"We hebben een proef gedaan met onze rode panelen in een kas van 5,000 vierkante meter om de komkommerproductie en plantkenmerken van de planten die onder onze panelen worden gekweekt te volgen, vergeleken met een controle van komkommers die onder een aangrenzende bergkam met heldere panelen zijn gekweekt, in de dezelfde kas,” zei Corrado. 'We hebben die proef gesponsord. Ivor heeft bronnen gedeeld op het gebied van het verzamelen van gegevens en heeft ons geholpen met de proef.”
"We zagen dat de planten onder de rode panelen minder stress vertoonden en de oogst langer duurde", vertelt Ivor Van Wingerden aan Vegetable Growers News. “Uiteindelijk kwam het systeem ons niet helemaal goed uit, maar het was er heel dichtbij. In de toekomst hoop ik dat ze de kosten per kilowatt wat betaalbaarder kunnen maken, want er is veel potentieel.”
Uit informatie van Soliculture blijkt dat de positieve effecten van het gebruik van het product variëren van vroege rijping van het gewas, ziekteresistentie en langere productietijd. Elektriciteit die door de panelen wordt opgewekt, kan de elektriciteitsbehoefte van de kas en andere elektrisch gevoelige apparatuur, zoals koelers, pompen en extra licht, compenseren.
Corrado zei dat het "grootste voordeel" in het gebruik van het Soliculture/Solaria-product voor telers "gewoon in staat is om stroom op te wekken met hun kas als plaatsing voor zonnepanelen. De kosten van zonne-energie zijn de afgelopen jaren enorm gedaald. Zonnepanelen zelf zijn een kleine kostenpost. De rekken en arbeid voor installatie vormen tegenwoordig het grootste deel van de kosten voor zonne-energie. Het feit dat de kasconstructie zelf de constructie kan ondersteunen, is gunstig voor het verlagen van de kosten." Ze zei dat de lage incrementele kosten van het installeren van de panelen in een nieuwe kas een terugverdientijd mogelijk maken die korter is dan bij een conventionele benadering met zonnepanelen.
Voordelen van gewassen
Andere voordelen van het systeem zijn specifiek voor het te telen gewas.
"Bij komkommers is een van de voordelen dat de planten langer meegaan", zegt ze. “Het gaat verder dan de normale cyclus van drie maanden en de planten onder het paneel groeien nog een week door. Een ander voordeel is ziekteresistentie voor planten onder het paneel die er ook baat bij hebben omdat je het groene licht naar de plant vermindert. Het verlaagt de temperatuur die naar de plant gaat.
"Normaal gesproken krijg je, als je overstapt naar een rood licht, nog steeds de volledige intensiteit van het groene licht", maar het veroorzaakt niet zoveel schade door overtollige hitte", zei ze.
"Het is net neon als je het in het zonlicht ziet," zei ze. “Omdat we een groot deel van het groene licht weghalen, de hoogste intensiteit van het zonnespectrum, verminder je de intensiteit van het licht op (planten).”
Ze zei dat de slagewassen die onder het systeem worden geteeld, "bij ongeveer de helft van de geteste variëteiten routinematig eerder geoogst werden. Het kan een eerdere oogst opleveren – ongeveer een week – maar dat hangt natuurlijk af van het ras en de omstandigheden.”
Ze zei dat de inspanningen om de technologie mobieler en kosteneffectiever te maken, worden voortgezet.
"We zijn zeker geïnteresseerd in het ontwikkelen van een meer gewasbedekking van ons product," zei Corrado. "Momenteel is hij kasklaar en staat hij nu in de kas. In de toekomst willen we een product ontwikkelen dat goedkoper is dan een kasconstructie waarmee een teler op grote schaal gewassen kan blijven telen en panelen kan plaatsen, en bovendien inkomsten kan genereren met de verkoop van elektriciteit zoals we dat doen. zijn ons bedrijf aan het ontwikkelen.”
Ze zei dat het systeem effectief zou zijn in verschillende klimaatomgevingen.
"Elke plaats met een gunstige zonnekwaliteit zal gunstig zijn voor ons product", zei ze.
"Het zou seizoensverlenging in koelere omgevingen stimuleren, met vergelijkbare voordelen als tunnels. Het zorgt voor schaduw en laat het juiste fotosynthetische licht door. Er is een voordeel voor die situaties waar schaduw nodig is. Het is bijna alsof de planten niet in de schaduw komen vanwege de continuering van het licht. Het vermindert de intensiteit en zorgt ervoor dat planten kunnen gedijen in scenario's met veel licht."
Ze zei dat proeven zo ver noordelijk als Canada hebben laten zien, zelfs in de winter, wanneer er weinig licht is, komkommerproeven neutrale resultaten hebben opgeleverd.
"We zijn ervan overtuigd dat onze panelen de productie niet schaden", zei Corrado.
Voor meer informatie, stuur een e-mail naar info@soliculture.com.