Il s’agit d’une étude réalisée par l’université de Caroline du Nord, aux États-Unis, qui montre que, en fonction de la conception de la serre et de son emplacement, les cellules solaires pourraient rendre de nombreuses serres capables de produire de l’énergie pour d’autres usages, sans affecter les cultures.
Une étude de l’université de Caroline du Nord (États-Unis) montre qu’il est possible de cultiver des légumes dans des serres recouvertes de panneaux solaires transparents, qui filtrent les longueurs d’onde de la lumière utilisée pour produire de l’énergie solaire, générant ainsi de l’électricité pour d’autres usages en plus de leur propre consommation, sans affecter le développement des cultures.
« Nous avons été un peu surpris : il n’y a pas eu de réelle réduction de la croissance ou de la santé des plantes », déclare Heike Sederoff, co-auteur correspondant de l’étude et professeur de biologie végétale à la North Carolina State University. « Cela signifie que l’idée d’intégrer des cellules solaires transparentes dans les serres peut être réalisée ».
L’article intitulé « Balancing crop production and energy harvesting in solar-powered organic greenhouses » a été publié dans la revue Cell Reports Physical Science.
Comme les plantes n’utilisent pas toutes les longueurs d’onde de la lumière pour la photosynthèse, les chercheurs ont exploré l’idée de créer des cellules solaires organiques semi-transparentes, qui absorbent principalement les longueurs d’onde de la lumière dont les plantes ne dépendent pas, et d’incorporer ces cellules solaires dans des serres. Les premiers travaux de l’État de Caroline du Nord portaient sur la quantité d’énergie que des serres alimentées par l’énergie solaire pouvaient produire. En fonction de la conception de la serre et de son emplacement, les cellules solaires pourraient permettre à de nombreuses serres de générer de l’énergie pour d’autres usages.
Mais, jusqu’à présent, on ignorait comment ces panneaux solaires semi-transparents pouvaient affecter les cultures sous serre.
Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont fait pousser des cultures de laitue à feuilles rouges (Lactuca sativa) dans des chambres de serre pendant 30 jours, de la graine à la pleine maturité. Les conditions de croissance, de la température et de l’eau aux engrais et à la concentration de CO2, étaient toutes constantes, à l’exception de la lumière.
Un groupe témoin de laitues a été exposé à l’ensemble du spectre de la lumière blanche. Le reste des laitues a été divisé en trois groupes expérimentaux. Chacun de ces groupes a été exposé à la lumière à travers différents types de filtres qui absorbaient des longueurs d’onde de lumière équivalentes à celles qui seraient absorbées par différents types de cellules solaires semi-transparentes.
« La quantité totale de lumière incidente sur les filtres était la même, mais la composition de la couleur de cette lumière était différente pour chacun des groupes expérimentaux », explique Harald Ade, co-auteur de l’étude et professeur de physique à l’université d’État de Caroline du Nord.
« Plus précisément, nous avons manipulé le rapport entre la lumière bleue et la lumière rouge dans les trois filtres pour voir comment cela affectait la croissance des plantes », explique M. Sederoff.
Pour déterminer l’effet de la suppression des différentes longueurs d’onde de la lumière, les chercheurs ont évalué un certain nombre de caractéristiques des plantes. Par exemple, les chercheurs ont accordé une attention particulière aux caractéristiques visibles qui sont importantes pour les producteurs, les épiciers et les consommateurs, telles que le nombre de feuilles, la taille des feuilles et le poids des laitues. Mais ils ont également évalué des marqueurs de la santé et de la qualité nutritionnelle des plantes, tels que la quantité de CO 2 absorbée par les plantes et les niveaux de divers antioxydants.
« Non seulement nous n’avons trouvé aucune différence significative entre le groupe de contrôle et les groupes expérimentaux, mais nous n’avons pas non plus trouvé de différence significative entre les différents filtres », déclare Brendan O’Connor, co-auteur de l’étude et professeur associé. d’ingénierie mécanique et aérospatiale à NC State.
« Cela est prometteur pour l’avenir des serres alimentées par l’énergie solaire », déclare M. Ade. « Inciter les cultivateurs à utiliser cette technologie serait un argument difficile à faire valoir s’il y avait une perte de productivité. Mais aujourd’hui, il s’agit d’un simple argument économique visant à déterminer si l’investissement dans une nouvelle technologie de serre serait compensé par les économies de production et d’énergie. »
« Si l’on en croit le nombre de personnes qui m’ont contacté au sujet des serres à énergie solaire lorsque nous avons publié des travaux antérieurs dans ce domaine, il y a beaucoup d’intérêt de la part d’un grand nombre de cultivateurs », affirme M. O’Connor. « Je pense que l’intérêt ne va faire que croître. Nous avons vu suffisamment de prototypes de démonstration pour savoir que cette technologie est réalisable en principe. Il ne nous reste plus qu’à voir une entreprise franchir le pas et commencer à produire à grande échelle. »
