Magentafarbenes Solargewächshaus erzeugt Strom und verbessert Pflanzenwachstum

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Gurken- und Tomatenpflanzen werden immer mehr in Solargewächshäusern angebaut, in denen zeitgleich auch Strom erzeugt wird. Genauso wie es bei konventionellen Gewächshäusern der Fall ist, sind auch die hier gezüchteten Produkte sehr gesund. Dieses weist darauf hin, dass die „intelligenten“ Gewächshäuser sehr vielversprechend für die duale Landwirtschaft sowie die aus erneuerbaren Energiequellen gewonnene Stromerzeugung sind.

Mit den ersten Projekten konnte aufgezeigt werden, dass „intelligente Gewächshäuser“ die Solarenergie für die Stromgewinnung nutzen können, ohne hierbei negativ auf das Pflanzenwachstum einzuwirken. Dies teilte Professor Michael Loik von der Universität von Kalifornien in Santa Cruz mit.

Stromerzeugende Solargewächshäuser nutzen wellenlängenselektive Photovoltaikanlagen (kurz WSPVs), welche eine neuartige Technologie darstellt, mit der Strom deutlich günstiger und effizienter erzeugt werden kann, als es bei herkömmlichen Photovoltaikanlagen der Fall ist. Diese Gewächshäuser verfügen über transparente Dachpaneelen, welche mit einem hellen Magenta-Lumineszenzfarbstoff eingebettet sind. Dieser absorbiert Licht und überträgt die Energie an schmale Photovoltaik-Streifen, in denen die Elektrizität erzeugt wird.
Durch WSPVs werden Teile der grünen und blauen Wellenlängen des Lichts absorbiert. Der Rest wird jedoch durchgelassen, sodass Pflanzen problemlos wachsen können. Diese Technologie wurde von den Physikprofessoren Sue Carter und Glenn Alers, der UC Santa Cruz, entwickelt und 2012 auf den Markt gebracht.

Das Team von Michael Loik überwachte den Obstanbau und die Photosynthese an 20 verschiedenen Gurken-, Limonen-, Zitronen-, Tomaten-, Erdbeer-, Paprika und Basilikumsorten, welche in den Magenta-Gewächshäusern an zwei Standorten in Watsonville, Kalifornien und direkt auf dem Campus, angebaut worden sind.

20 Prozent der Pflanzen wurden tatsächlich unter den magentafarbenen Fenstern besser. 80 Prozent der Pflanzen waren laut Studie hingegen nicht betroffen. Gurken und Tomaten gehören hierbei zu den Top-Gewächsen auf der Welt.

In weiteren Experimenten wurde die Photosynthese der Tomaten aus den Magenta-Gewächshäusern mit kleinen Wassereinsparungen in Verbindung gebracht. Das Ergebnis ist vielsagend, denn die Pflanzen benötigen rund fünf Prozent weniger Wasser, als in herkömmlichen Gewächshäusern, um die gleiche Menge zu züchten.

Es wurde angenommen, dass die Pflanzen langsamer wachsen würden, da es unter den rosafarbenden Tafeln deutlich dunkler ist und die Farbe des Lichtes den Eindruck erwecken lässt, auf dem Roten Planeten zu sein. Die Pflanzen reagieren hierbei nicht nur auf die Intensität des Lichtes, sondern auf dessen Farbe. Die Pflanzen wachsen jedoch genauso gut.

Die Nutzung von Gewächshäusern bei der Nahrungsmittelproduktion stieg in den letzten 20 Jahren rasant an, sodass die Priorität auf der Reduzierung der zu verbrauchenden Energie in den Gewächshäusern lag. Das Thema ist groß und wird immer größer. In Kanada erfolgt die Gemüseproduktion bereits in Gewächshäusern und auch in China in ein stetiges Wachstum zu erkennen.

Mit der Elektrizität werden in den Gewächshäusern die Strom- und Temperaturventilatoren, die Leuchten sowie andere Überwachungssysteme gesteuert.

Quelle: phys.org
Bildquelle: Nick Gonzales

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