Νέα μελέτη που πραγματοποιήθηκε στην Ισπανία δείχνει ότι η επιλογή της κατάλληλης αγροβολταϊκής τεχνολογίας μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τόσο την παραγωγή ενέργειας όσο και την απόδοση των καλλιεργειών. Ερευνητές με επικεφαλής το Ισπανικό Ινστιτούτο Αγροτικής και Περιβαλλοντικής Έρευνας και Ανάπτυξης της Μούρθια (IMIDA) αξιολόγησαν την επίδραση διαφορετικών σχεδιασμών αγροβολταϊκών συστημάτων σε καλλιέργειες ντομάτας, προκειμένου να προσδιορίσουν το επίπεδο σκίασης που ωφελεί περισσότερο τα φυτά.
Οι ερευνητές δοκίμασαν ένα θερμοκήπιο με ημιδιαφανές μονοκρυσταλλικό πυρίτιο (PV-Si) και ένα θερμοκήπιο με λεπτό υμένιο τελλουριούχου καδμίου (PV-TF), συγκρίνοντάς τα με ένα θερμοκήπιο ελέγχου και ένα με δίχτυ σκίασης. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε στη Μούρθια της Ισπανίας, σε δύο καλλιεργητικές περιόδους ντομάτας: μία χειμερινή-ανοιξιάτικη διάρκειας 120 ημερών (Δεκέμβριος 2023 – Απρίλιος 2024) και μία ανοιξιάτικη-θερινή διάρκειας 98 ημερών (Απρίλιος – Ιούλιος 2024). Το ημίξηρο μεσογειακό κλίμα της Μούρθια χαρακτηρίζεται από μέσες θερμοκρασίες 30°C το καλοκαίρι και 12°C τον χειμώνα. Και στις δύο περιόδους χρησιμοποιήθηκαν θερμοκήπια από πολυαιθυλένιο διαστάσεων 3,9 μ. μήκος × 2 μ. πλάτος × 3,1 μ. ύψος.
Τα υλικά που αξιολογήθηκαν εγκαταστάθηκαν στη στέγη και στη νότια πρόσοψη κάθε θερμοκηπίου. Το θερμοκήπιο ελέγχου χρησιμοποιούσε μόνο την τυπική μεμβράνη πολυαιθυλενίου, ενώ το θερμοκήπιο με σκίαση διέθετε δίχτυ σκίασης σε επιλεγμένες ζώνες. Ένα από τα ηλιακά θερμοκήπια περιλάμβανε μονοπρόσωπα φωτοβολταϊκά πάνελ πυριτίου με διαπερατότητα φωτός 50%, ενώ το άλλο χρησιμοποιούσε πάνελ τελλουριούχου καδμίου (CdTe), επίσης με διαπερατότητα 50%. Κάθε ηλιακό θερμοκήπιο είχε 18 πάνελ — τα μισά στη στέγη και τα μισά στην πρόσοψη — με ονομαστική ισχύ 59 W για το PV-Si και 40 W για το PV-TF. Οι μικροκλιματικές συνθήκες μέσα σε κάθε πειραματικό θερμοκήπιο καταγράφονταν ανά δύο λεπτά. Οι μετρήσεις περιλάμβαναν θερμοκρασία αέρα, σχετική υγρασία, ηλιακή ακτινοβολία και φωτοσυνθετικά ενεργή ακτινοβολία. Επιπλέον, η θερμοκρασία και η υγρασία του εδάφους μετρούνταν ανά πέντε λεπτά σε βάθη από 10 έως 60 cm, ανά διαστήματα των 10 cm.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η τεχνολογία PV-Si παρήγαγε μέση ημερήσια ενέργεια 3,92 kWh τον χειμώνα-άνοιξη και 4,07 kWh την άνοιξη-καλοκαίρι. Το PV-TF παρήγαγε 2,58 kWh και 2,79 kWh αντίστοιχα. Η συνολική παραγωγή ενέργειας και για τις δύο περιόδους έφτασε τις 726,8 kWh για το PV-Si και τις 488,4 kWh για το PV-TF. «Κατά τη χειμερινή-ανοιξιάτικη περίοδο, μόνο τα θερμοκήπια ελέγχου και PV-Si διατήρησαν τιμές DLI πάνω από το ελάχιστο όριο που απαιτείται για τη βέλτιστη ανάπτυξη της καλλιέργειας», ανέφεραν οι ερευνητές. «Παρά τον παρόμοιο αριθμό καρπών, το θερμοκήπιο PV-Si παρήγαγε καρπούς με μέσο βάρος 25% μεγαλύτερο από το θερμοκήπιο ελέγχου, κάτι που αποδίδεται σε πιο ευνοϊκές νυχτερινές θερμοκρασίες και υψηλότερη υγρασία εδάφους». Κατά τη χειμερινή-ανοιξιάτικη περίοδο, το θερμοκήπιο Si απέδωσε 21 καρπούς με μέσο βάρος 74 γραμμάρια, ενώ το θερμοκήπιο TF παρήγαγε 18 καρπούς με μέσο βάρος 50 γραμμάρια. Κατά την ανοιξιάτικη-θερινή περίοδο, το θερμοκήπιο Si παρήγαγε 30 καρπούς με μέσο βάρος 93 γραμμάρια, σε σύγκριση με 23 καρπούς των 79 γραμμάρια στο θερμοκήπιο TF. Έτσι, τα ημιδιαφανή φωτοβολταϊκά πυριτίου φαίνεται να προσφέρουν ιδανικές συνθήκες φωτισμού και μικροκλίματος για την καλλιέργεια ντομάτας, οδηγώντας σε ποιοτικότερους και βαρύτερους καρπούς.
