許多溫室可以通過使用透明的太陽能電池板來收集能量，這些能量主要來自植物不用于光合作用的光的波長。這些是北卡羅萊納州立大學(xué)的工程，植物生物學(xué)和物理學(xué)研究人員進行的一項新建模研究的結(jié)果。

該研究的相應(yīng)作者布倫丹·奧康納(Brendan O'Connor)表示：“植物僅將某些波長的光用于光合作用，其想法是創(chuàng)建一個溫室，利用未使用的光來產(chǎn)生能量，同時允許大部分光合光帶通過。”以及北卡羅來納州立大學(xué)機械與航空工程副教授。“我們能夠通過使用有機太陽能電池來做到這一點，因為它們使我們能夠調(diào)整太陽能電池吸收的光譜，因此我們可以集中精力利用植物不使用的大部分波長的光。但是，直到現(xiàn)在還不清楚，如果使用這些半透明的，波長選擇性的有機太陽能電池，溫室可以捕獲多少能量。”

為了解決這個問題，研究人員使用計算模型來估算溫室如果屋頂上有半透明的有機太陽能電池可以產(chǎn)生多少能量，以及該能量是否足以抵消溫室有效運行所需的能量。該模型的開發(fā)是為了估算亞利桑那州，北卡羅來納州和威斯康星州種植番茄的溫室的能源消耗。

O'Connor說：“溫室中的許多能源消耗來自加熱和冷卻，因此我們的模型著重于計算維持番茄生長的最佳溫度范圍所需的能源負荷。” “該模型還計算了將太陽能電池放在屋頂上時，溫室在每個位置產(chǎn)生的能量。”

建模是復(fù)雜的，因為在太陽能電池產(chǎn)生的電量與允許通過的光合作用帶中的光量之間要進行復(fù)雜的權(quán)衡。基本上，如果種植者愿意犧牲大量的光合作用，他們可以產(chǎn)生更多的能量。

此外，用于此分析的太陽能電池是有效的絕緣體，因為它們反射紅外光。這有助于在夏天使溫室涼爽，而在冬天則可以保暖。

最終結(jié)果是，對于許多溫室經(jīng)營者而言，這種權(quán)衡可能很小。尤其適用于溫暖或溫帶氣候的溫室。

例如，在亞利桑那州，溫室可以變成能源中立的，不需要任何外部動力，而僅阻擋10%的光合作用光帶。但是，如果種植者愿意阻擋更多的光合作用光，它們產(chǎn)生的能量將是操作溫室所需能量的兩倍。在北卡羅來納州，溫室可能會變成能量中性，同時會阻擋20%的光合作用光。在威斯康星州，使用半透明的太陽能電池?zé)o法使溫室變得能量中立-在冬天使溫室保持溫暖需要太多的能量。然而，太陽能電池能滿足高達46%的溫室的能量需求。

O'Connor說：“盡管該技術(shù)確實使用了一些輕型植物所依賴的，但我們認為對植物生長的影響可以忽略不計，而且這種權(quán)衡對種植者而言在經(jīng)濟上是有意義的。”

論文“通過集成半透明有機太陽能電池實現(xiàn)凈零能耗的溫室氣體”已發(fā)表在《焦耳》雜志上。