Иллюстрация: pronedra.ru.
Учёные провели уникальный эксперимент на реальной шведской ферме: установили полупрозрачные маджентовые солнечные панели над делянками с брокколи — и обнаружили, что растения под ними используют солнечный свет в 4,5 раза эффективнее, чем без всякого укрытия, давая в итоге тот же урожай. Работа, опубликованная в Cell Reports Physical Science 2 октября 2026 года и описанная на phys.org, рисует обнадёживающую картину для агривольтаики.
- Почему маджентовый цвет
- Конструкция эксперимента
- Результаты: эффективность растёт, урожай сохраняется, созревание затягивается
- Значение для агривольтаики
«Одним из самых интересных результатов было то, насколько похоже брокколи выросла в двух системах солнечных панелей, несмотря на различные уровни прозрачности», — говорит первый автор Ма Лу.
Почему маджентовый цвет
Обычные монокристаллические кремниевые панели поглощают практически весь спектр видимого света и остаются непрозрачными. В результате теней под ними выращивать светолюбивые культуры сложно.
Маджентовые панели — полупрозрачные и изготовлены из тонкоплёночного CdTe (теллурид кадмия) с особым спектральным фильтрующим покрытием. Маджентовый — смесь синего и красного. Именно синяя и красная части спектра наиболее эффективно поглощаются хлорофиллом и используются для фотосинтеза. Зелёная и жёлтая части спектра отражаются (отсюда зелёный цвет листьев) и в значительной мере рассеиваются или пропускаются сквозь панель.
Таким образом, маджентовая панель «фокусирует» именно те длины волн, которые нужны растению, и одновременно пропускает определённую долю света для нижерасположенных культур. Это принципиально отличается от стандартных серых непрозрачных панелей.
Конструкция эксперимента
Команда построила две установки размером 20 × 20 метров (около 65 × 65 футов) на ферме Kärrbo Prästgård в Швеции:
- Система 1: маджентовые CdTe-панели с более высоким уровнем прозрачности;
- Система 2: маджентовые CdTe-панели с более низким уровнем прозрачности;
- Контроль: открытый участок, брокколи под прямым солнцем без панелей.
Вегетационный сезон 2024 года. Брокколи — идеальный выбор: культура хорошо переносит умеренное затенение и умеренный климат Швеции.
Результаты: эффективность растёт, урожай сохраняется, созревание затягивается
Ключевые показатели:
- Эффективность использования солнечного света: у брокколи под маджентовыми панелями — в 4,5 раза выше, чем у открытого контроля. Это связано с тем, что маджентовый свет точно соответствует потребностям хлорофилла, а его интенсивность снижена до оптимального уровня — растения не тратят ресурсы на защиту от избытка света;
- Конечный размер урожая: брокколи под панелями выросла такой же величины, как и у открытого контроля — никакого ущерба урожаю;
- Срок созревания: +25 дней — брокколи под панелями созревала на 25 дней позже, чем на открытом поле. Это практически значимый агрономический фактор: фермер должен планировать более длинный производственный цикл.
- Два уровня прозрачности — один результат: принципиальная находка заключается в том, что разные уровни прозрачности дали практически одинаковый финальный урожай. Это может означать, что брокколи адаптируется к разным уровням освещённости, компенсируя колебания через скорость фотосинтеза.
Значение для агривольтаики
Агривольтаика — размещение солнечных панелей над сельскохозяйственными угодьями — привлекает всё большее внимание как способ получать двойную отдачу с одной и той же земли: и электроэнергию, и еду. Ключевая проблема до сих пор — затенение снижает урожайность многих культур.
Цветные полупрозрачные панели предлагают частичное решение этой проблемы. Маджентовые панели не просто «пропускают часть света» — они активно корректируют его спектральный состав в пользу фотосинтеза.
Читайте также: HKUST повысил КПД и долговечность перовскитных солнечных элементов.
Команда уже начала тестировать красные и синие панели для других культур. Дополнительные исследования помогут установить, при каких культурах и климатических зонах цветные панели дают оптимальный баланс электрогенерации и урожайности.