उत्तरी कैरोलिना स्टेट यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं की एक टीम, के साथ काम कर रही है जैविक फोटोवोल्टिक सेल (ओपीवी) कंपनी नेक्स्टजेन नैनो ने प्रदर्शित किया है कि कैसे ग्रीनहाउस में अर्ध-पारदर्शी कार्बनिक सौर कोशिकाओं (ओएससी) को जोड़ने से उत्पादकों को बिजली पैदा करने और साथ ही साथ लेट्यूस की खेती करने की अनुमति मिलती है, जिससे ग्रीनहाउस ऊर्जा की मांग कम हो जाती है। परिणाम स्थायी ग्रीनहाउस खेती में बिजली उत्पादन के लिए आधार तैयार करेंगे।
अनुसंधान, में प्रकाशित सेल रिपोर्ट भौतिक विज्ञानने पाया कि लाल लेट्यूस को ओएससी के साथ ग्रीनहाउस में उगाया जा सकता है जो सौर ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को फ़िल्टर करते हैं। यह फसल की पैदावार को कम न करते हुए, अपनी उच्च बिजली की मांगों को पूरा करने के लिए ग्रीनहाउस में पारदर्शी सौर पैनलों का उपयोग करने की व्यवहार्यता को प्रदर्शित करता है।
30 दिनों की अवधि में, चार लेट्यूस समूहों को ओएससी फिल्टर का उपयोग करके विभिन्न हल्के रंग की रचनाओं के तहत उगाया गया था। इसमें सफेद रोशनी के पूर्ण स्पेक्ट्रम के संपर्क में आने वाला एक नियंत्रण समूह शामिल था। नियंत्रण समूह और प्रायोगिक समूहों के बीच ताजा वजन या क्लोरोफिल सामग्री में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं पाया गया, यह सुझाव देते हुए कि बिजली उत्पन्न करने के लिए आवश्यक प्रकाश स्पेक्ट्रम के चुनिंदा हिस्सों को हटाने से फसल की वृद्धि प्रभावित नहीं हुई। तब कटाई की गई तरंग दैर्ध्य का उपयोग ग्रीनहाउस खेती के लिए आवश्यक ऊर्जा-गहन प्रकाश व्यवस्था, थर्मल प्रबंधन और सिंचाई प्रणालियों को बिजली देने के लिए किया जा सकता है।
नेक्स्टजेन नैनो के शोध वैज्ञानिक डॉक्टर कैर हो ने बताया, "ग्रीनहाउस का उपयोग पौधों को उगाने के लिए किया जाता है क्योंकि वे गैर-देशी जलवायु में उपज में भारी वृद्धि करते हैं, जबकि पारंपरिक खेती की तुलना में पानी की खपत और कीटनाशकों के उपयोग को कम करते हैं।" "लेकिन ग्रीनहाउस ग्लेज़िंग में खराब थर्मल इन्सुलेशन होता है, इसलिए इष्टतम स्थितियों को बनाए रखने में मदद के लिए हीटिंग और वेंटिलेशन सिस्टम स्थापित करने की आवश्यकता होती है। पूरक प्रकाश व्यवस्था के साथ, इससे बड़ी, सतत ऊर्जा खपत होती है।
"इस शोध के साथ, एनसीएसयू के वैज्ञानिकों ने परंपरागत रूप से जुड़ी बड़ी ऊर्जा मांगों के बिना ग्रीनहाउस खेती के लिए एक रास्ता खोज लिया है," हो जारी रखा। "सही ऑप्टिकल कोटिंग्स और डिज़ाइन सुविधाओं के साथ ओएससी का उपयोग करके, उत्पादक कम ऊर्जा वाले उपयोगों पर उच्च उत्पादकता के लिए ग्रीनहाउस में प्रकाश संचरण, बिजली उत्पादन और थर्मल लोड का प्रबंधन कर सकते हैं।
डीबीआर कोटिंग्स का उपयोग न केवल बिजली उत्पादन बढ़ाने का अवसर प्रदान करता है बल्कि इसका उपयोग ग्रीनहाउस में अति ताप को कम करने के लिए भी किया जा सकता है। हम दिखाते हैं कि कैलिफोर्निया के सैक्रामेंटो में एक ग्रीनहाउस के लिए, एनआईआर प्रकाश को प्रतिबिंबित करने के लिए ट्यून किए गए डीबीआर के साथ ओएससी का उपयोग करते समय ग्रीनहाउस के अधिक गरम होने की संख्या को 280 से 82 घंटे तक कम किया जा सकता है। हालांकि इससे ऊर्जा की मांग पर बड़ा प्रभाव नहीं पड़ता है, लेकिन इससे फसल उत्पादन में सुधार की उम्मीद है।
अंत में, OSC इलेक्ट्रोड का उपयोग करना जो कम-ε कोटिंग्स के रूप में भी कार्य कर सकता है, ग्रीनहाउस के ताप भार को काफी कम करने के लिए दिखाया गया था। एसटी-ओएससी के उपयोग के साथ बिजली उत्पादन और बेहतर थर्मल प्रबंधन के साथ संयंत्र उत्पादकता पर देखे गए न्यूनतम प्रभाव का संयोजन, सुझाव देता है कि ग्रीनहाउस के साथ ओएससी को एकीकृत करना पर्यावरण की दृष्टि से टिकाऊ उच्च-तीव्रता वाले ग्रीनहाउस-आधारित कृषि को प्राप्त करने के लिए एक आशाजनक रणनीति है।
"ग्रीनहाउस में उत्पादन उपज बढ़ाने में सक्षम ओएससी विकसित करने के लिए और शोध की आवश्यकता है। लेकिन नेक्स्टजेन नैनो द्वारा समर्थित शोध निश्चित रूप से सुझाव देता है कि ओएससी को ग्रीनहाउस खेती में एकीकृत करना टिकाऊ, उच्च तीव्रता वाले ग्रीनहाउस-आधारित कृषि को प्राप्त करने के लिए एक आशाजनक रणनीति है।"
इस पेपर के समर्थन के अलावा, नेक्स्टजेन नैनो ने एक पेटेंट ओपीवी डिवाइस विकसित किया है जिसका उपयोग अगली पीढ़ी की सौर ऊर्जा में किया जा सकता है। यह तकनीक लचीली, मजबूत, पृथ्वी के अनुकूल बायोपॉलिमर से बनाई गई है, जिसका उद्देश्य विष-भारी धातुओं जैसे लेड पेरोव्स्काइट्स से बने पारंपरिक भंगुर सौर कोशिकाओं को बदलना है।
ग्रीनहाउस में प्रकाश की मांग भौगोलिक स्थिति और फसल पर निर्भर करेगी। जबकि एसटी-ओएससी के तहत लेट्यूस को अच्छी तरह से विकसित होने के लिए दिखाया गया है, इसे छाया-सहिष्णु फसल के रूप में जाना जाता है।7 उन पौधों के लिए जिनकी प्रकाश की अधिक मांग है, वैकल्पिक एसटी-ओएससी डिवाइस डिज़ाइन और सक्रिय परतों की आवश्यकता हो सकती है। ग्रीनहाउस स्थान ग्रीनहाउस में प्रवेश करने वाले दैनिक सौर विकिरण के साथ-साथ अंतरिक्ष की ताप और शीतलन आवश्यकताओं को भी निर्देशित करेगा। इस खंड में, हम एसटी-ओएससी डिजाइन विचारों पर विचार करते हैं जो फसल उत्पादन, बिजली उत्पादन और सुविधा के थर्मल लोड को प्रभावित करते हैं।
सेल रिपोर्ट्स पर पूरा शोध पत्र उपलब्ध है वेबसाइट . नेक्स्टजेन नैनो के अन्य उत्पाद विकास के बारे में अधिक जानकारी के लिए, कंपनी की वेबसाइट देखें http://nextgen-nano.co.uk/.