Velké změny se nedají dělat v malých měřítcích, když mají mít požadovaný efekt. Příslib budoucnosti lidstva, založený na užívání obnovitelných zdrojích energie – solárních panelech, doprovázený precizním skleníkovým zemědělstvím - zajišťujícím potravní bezpečnost, však až donedávna nedával v praxi mnoho smyslu. Nyní, díky sympatickému výzkumnému projektu, to už vypadá o dost lépe.
Kolem roku 2050 by měl počet obyvatel planety Země atakovat hranici 10 miliard. Taková spousta lidí si pochopitelně žádá přiměřené množství potravy, přičemž plochy k zemědělskému hospodaření globálně není neomezené množství. Znamená to začít pěstovat i v ne úplně optimálních podmínkách, třeba na pouštích, ve sklenících. Je tu ale ještě jedna výzva, které se pro změnu týká energetiky. Do příštích dekád to prý s fosilními palivy také nepůjde, je třeba je nahradit zdroji obnovitelnými. Například panely solárních elektráren v obřích plochách.
Chcete raději oběd, nebo elektřinu?
Háček je v tom, že požadavek růstu zemědělské produkce se v jistém bodě nutně protíná s požadavkem na zvýšení rozlohy solárních farem. A je to pak dost nelehká volba buď/nebo. Jídlo, nebo energie? Oba naprosto pochopitelné a užitečné směry lidského počínání si ale nevyhnutelně konkurují o místo. Ale nemusely by, a mohly by funkčně koexistovat. Třeba ve formě solárních skleníků. Tedy uměle vytvořených produkčních biotopů, skleníků, zastřešených potahem solární farmy. Lidé by tak mohli mít obojí, výživu i elektřinu. Jak na to? V první řadě chytře.
)
Když se řekne solární farma, většina z nás si představí rigidní, tuhé panely tmavé barvy. Usazené na střechách domů, anebo hůř, na půdě, která by klidně mohla být obdělávána nebo ponechána přírodě. Vývoj se ale nezastavil v 70. letech, takže šíře možných solárních řešení je dnes podstatně širší. Klasické křemíkové panely dnes mohou doprovázet solární panely tenkovrstvé, perovskitové nebo třeba organické. U těch posledních, o které nám jde, se nenechte zmást názvem. Zrovna „bio“ nejsou, to slůvko organické jen naznačuje jejich původ v polymerech nebo nízkomolekulárních látkách.
)
Panely a články, kterými je vidět dovnitř
Podstatné je, že jsou násobněji levnější; kvůli jejich výrobě není třeba plundrovat přírodní zdroje; a byť to s jejich účinností (cca 11 %) není extra valné, dají se používat skutečně plošně. Třeba jako zastřešení skleníků. Poklepání na čelo je tady na místě, stejně jako otázka, jestli v takto zastřešeném skleníku nebude krapet šero. Jenže organické solární články je možné vyrábět i tzv. transparentních formách (plně nebo semi-polo). Světlo jimi víceméně prochází, lidským okem rozdíl moc nepoznáte.
Pravda, tyhle solární články si vychytávají určité vlnové délky dopadajícího záření, a transformují je na energii. Takže i další otázka – jestli tyhle „zachycené“ vlnové délky náhodou nebudou chybět rostlinám někde tam dole, trefuje hřebík na hlavičku. A právě na vyřešení téhle zapeklitosti se nyní podíleli výzkumníci, technologové a inženýři ze Severokarolínské státní univerzity. Kteří si pro jednou zahráli na zahradníky, aby ve zkušebních sklenících nechali vyrůstat rostlinky salátu pod rozdílnými vlnovými délkami dopadajícího slunečního záření.
)
Stravitelné řešení
Co se jevilo v teorii jako podstatný zádrhel se ukázalo být mnohem menším problémem v praxi. Salátům to bylo jedno. Od semínka po sklizeň, během třicetidenního koloběhu, se „zástin“ transparentními solárními panely do kvality pěstovaných rostlin nikterak nepromítl. Všechny přitom byly pěstovány ve shodných podmínkách (teplota, zálivka, hnojiva, koncentrace CO2 se mezi nimi nelišila), s výjimkou světla. A to se neukázalo být limitním faktorem. Rostliny také nevyužívají pro svou fotosyntézu celé spektrum slunečního záření, a tak se s filtry solárních článků nepřetahovaly. Chutnaly pořád stejně, respektive jejich obsahové látky, od vitamínů až po antioxidanty, byly pořád v normě.
Zemědělství a energetika tak, zatím tedy jen v areálu Severokarolínské univerzity, koexistovalo k naprosté spokojenosti všech. Rostlin, lidí i těch, kteří si říkali o čistou elektřinu. Potenciál takové studie je nemalý. Ve sklenících se totiž dá regulovat klima a s využitím technologií precizního zemědělství – kapkových závlah a mikro-dávkování hnojiv – se dá pěstovat téměř cokoliv a kdekoliv. Třeba na jinak neúrodné poušti. Která zase má svůj potenciál pro solární energetiku. Můžete prostě na jednom nehostinném místě získávat obojí.
Plusy a mínusy slibné technologie
Jsou tu ještě nějaké háčky, o kterých by se mělo vědět? Minimálně dva. Nejprve ten pozitivní: přítomnost transparentních solárních článků „na střeše“ mírně snižovala teplotu uvnitř skleníku. To je žádané, protože nikde nechcete rostliny uvařit ve vlastní šťávě, a přitom nechcete utrácet za klimatizaci. A druhý háček? Účinnost použitých organických solárních článků opravdu zatím za mnoho nestojí. Takže jejich produkce elektřiny zatím neutáhne přidruženou poptávku velkoměsta. Ale vyrobí dost na to, aby pokryla spotřebu celého zemědělského systému. A bez emisí, což se počítá.
Kdo ví, třeba se dočkáme budoucnosti v podobě obřích solárních skleníků, ve kterých se kromě jakostní zeleniny a ovoce bude vyrábět i neméně jakostní a čistá elektřina. Aktuální výzkum ale dosavadní nejistoty přetavil na dobré zprávy pro všechny.
Zdroj: ČeskéStavby.cz, ScienceAlert.com, NewAtlas.com, NCSU.edu, CELL.com, shutterstock.com
