スウォンジー大学の科学者は、太陽光発電をしながら作物の成長を最大限に高めることができる最適な太陽光発電 (PV) 材料を特定するのに役立つ新しいツールを開発しました。

最近では勉強に掲載されました太陽光発電RRL同大学物理学科の学者らは、アグリボルタクス（太陽光パネルと農業環境を組み合わせたもの）の例示的な応用例である、作物の上に配置された半透明の太陽光発電材料の効果を研究している。

この作業の一環として、チームは、光透過率地理的、物理的、電気的測定を使用して、地球上のほぼどこでもさまざまな PV 材料の吸収、発電を行います。

オースティン・ケイ氏はこの研究の筆頭著者であり、博士号を取得している。スウォンジー大学の候補者は、「多くの種類の太陽光発電材料を比較できるこの技術は、食料生産と再生可能エネルギー生成のバランスをどのようにとるかを決定するのに役立つ可能性がある。」と述べた。

アグリボルタクスを最適化するための重要な要素は、適切な PV 材料を選択することです。これには、材料が光のさまざまな波長 (色) をどのように吸収するか、またその特性を理解する必要があります。バンドギャップ。バンドギャップが広いということは、その材料が高エネルギーで短波長の光（青）を吸収できることを意味し、バンドギャップが狭いと低エネルギーで長波長（赤）の光を吸収できることを意味します。

特定のバンドギャップと吸収特性を持つ PV 材料を慎重に選択することで、研究者は、主に赤色と光を吸収する作物に当たる、半透明の PV を透過する光の「色」を微調整することができます。ブルーライト光合成を行い、緑色の光を反射します。

プロジェクトリーダーのアルダラン・アルミン准教授は、「以下の組み合わせを最適化することで、ソーラーパネルアグリボルタクスは農業部門の脱炭素化に大きく貢献する可能性を秘めています。このアプローチは、クリーンエネルギーだけでなく、食料安全保障も強化されます。」

太陽光パネルまたは PV は、農場の生産量への影響を最小限に抑えながら、地元で発電された電力を提供するために、さまざまな方法で農業環境に導入できます。温室やポリトンネルの屋根に取り付けることができ、家畜の避難所としても使用できます。

その見返りに、家畜はパネルの周りの植物を食べることで維持費を削減できます。ただし、ヤギなどの一部の種は PV に飛び乗って取り返しのつかない損害を引き起こす可能性があるため、家畜の種類を慎重に検討することが重要です。

詳細情報:Austin M. Kay et al、「農業発電の性能限界について – 熱力学から地質へ – 気象学的考察まで」、太陽光発電RRL（2024年）。DOI: 10.1002/solr.202400456