Ученые собирают солнечный свет для выращивания продуктов питания и экологически чистой энергии

САН-ДИЕГО – Ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе работают над усовершенствованием способа получения солнечного света – и его оптимального светового спектра – для выращивания большего количества продуктов питания с меньшим количеством воды и создания чистой энергии.

Для Маджди Абу Наджма измерение силы Солнца — это отчасти наука с примесью магии.

«По сути, это преломление света, вдохновленное серией «Аватар», — сказал он. «По сути, это маги света на работе».

Абу Наджм — доцент кафедры земельных, воздушных и водных ресурсов Калифорнийского университета в Дэвисе. Он изучает агровольтаику, выращивает сельскохозяйственные культуры в тени солнечных батарей, в идеале с меньшим количеством воды.

Абу Наджм сказал, что типичные солнечные панели поглощают весь свет, но с использованием агривольтаики новое поколение солнечных панелей может использовать синий свет для получения чистой энергии, а затем передавать красный свет на посевы.

«По сути, мы пытаемся оптимизировать солнце, чтобы посмотреть, сколько именно урожая нужно, и почему бы не собрать остальное?», — сказал он. «Потому что, если мы оставим это, мы просто потратим больше воды».

Его команда уже обнаружила, что красная часть светового спектра более эффективна для выращивания растений, а синяя часть спектра лучше используется для производства солнечной энергии. Они протестировали методы выращивания на таких растениях, как клубника, базилик и помидоры.

«Мы можем создать тот же помидор, используя на 15–20% меньше воды», — сказал Абу Наджм.

Андре Даккеш — доцент кафедры биологической и сельскохозяйственной инженерии Калифорнийского университета в Дэвисе и один из партнеров проекта. Он использует дроны для захвата изображений посевов, а камеры и датчики фиксируют рост растений, влажность почвы и то, какой свет падает на посевы.

«Мы пытаемся составить карту развития самого завода», — сказал Даккеш. «Поэтому очень важно взглянуть сверху».

На фоне проблем, связанных с изменением климата, засухой и растущим населением планеты, ученые полагают, что разработка систем, которые сбалансируют устойчивое управление земельными ресурсами с использованием воды и производством продуктов питания, будет играть важную роль в заботе о человечестве и планете.

"Мы работаем. Есть люди, которые действительно усердно работают над поиском различных решений», — сказал Даккеш.

Абу Наджм считает, что, рассматривая солнце как ресурс, они смогут работать в тени и генерировать электричество, одновременно выращивая урожай под землей.

«Если мы сможем вернуть эти акры в производство и выращивать помидоры с меньшим количеством воды, это действительно изменит правила игры», — сказал он. «Работа со светом, оптимизация освещения и даже оптимизация каждого спектра света — это будущее сельского хозяйства. В этом случае технологии — наш спаситель».

Абу Наджм сказал, что как только они усовершенствуют свои методы и адаптируют их к крупномасштабному сельскому хозяйству, они надеются создать доступную версию, которая будет доступна фермерам во всем мире и поможет им производить больше урожая и производить больше энергии. Они надеются сделать агроэлектрические системы более эффективными в засушливых сельскохозяйственных регионах, таких как Калифорния.