Solenergi for bærekraftig landbruk

Solenergi er i ferd med å bli en ledende trend innen fornybar energibransjen, spesielt ettersom teknologikostnadene faller kraftig og overgangen til fornybar energi sprer seg over hele verden.

Báo Nhân dân•30/11/2025

Dau Tieng solkraftverk, Tay Ninh-provinsen. (Foto: MINH PHUONG)

Dau Tieng solkraftverk, Tay Ninh- provinsen. (Foto: MINH PHUONG)

Solenergi er i ferd med å bli en ledende trend innen fornybar energibransjen, spesielt ettersom teknologikostnadene har falt kraftig og overgangen mot fornybar energi sprer seg over hele verden . En av de vanligste måtene å konvertere solenergi til elektrisitet for å dekke menneskelige behov er ved bruk av solcellepaneler.

Eksperter mener imidlertid at utviklingen av solkraftverk over hele verden avslører betydelige begrensninger når det gjelder miljø og landressurser. Produksjonsprosessen for solcellepaneler bruker giftige kjemikalier som saltsyre, svovelsyre, salpetersyre og hydrogenfluorid, som kan utgjøre helserisiko, spesielt for produksjonsarbeidere. En rapport fra Institute for Energy Research (IER) i USA viser at solcellepaneler genererer 300 ganger mer farlig avfall enn kjernekraftverk for samme energienhet. Solcellepaneler som bruker tungmetaller som bly, krom og kadmium kan skade jordmiljøet hvis de knuses og graves ned.

I tillegg opptar store solcellepaneler i stor skala mye plass, noe som hemmer vegetasjonsveksten nedenfor og gjør disse områdene til goldt land.

I Vietnam har solenergi utviklet seg raskt de siste årene, spesielt i Ninh Thuan – som regnes som landets «solenergihovedstad». Denne oppsvingen har skjedd midt i rask økonomisk vekst, høy energietterspørsel og kraftig synkende teknologikostnader. Imidlertid opptar store solenergiprosjekter mye land, noe som setter miljøet under press. De fleste prosjekter mangler planer for å avhende solcellepaneler når levetiden er over, og disse enhetene inneholder materialer og tungmetaller som kan forårsake forurensning hvis de kastes gjennom konvensjonelle deponimetoder.

Verden over har mange forskningsgrupper forsøkt å overvinne begrensningene ved flatskjermsolenergi ved å bruke konsentrert solenergiteknologi. Denne teknologien fokuserer sollyset på et lite område for å redusere antallet solceller som trengs betydelig. En gruppe forskere i Kina var en av de første som foreslo en modell som separerer komponentene i sollys, der rødt og blått lys brukes til landbruk, og resten omdannes til elektrisitet. Denne modellen er imidlertid svært dyr fordi den krever bruk av dyre nanooptiske filmer for å separere lyset, har lav holdbarhet og en fokuseringsfaktor på bare noen få titalls ganger, noe som gjør teknologien kun egnet for laboratoriebruk.

Nylig utviklet et team av forfattere fra Phenikaa Universitet en ny tilnærming som overvinner de nevnte manglene og er egnet for praktiske forhold etter å ha implementert prosjektet «Forskning, design og fabrikasjon av et miljøvennlig solcelleanlegg for landbruk basert på konsentrert solenergiteknologi», finansiert av det nasjonale fondet for vitenskap og teknologi (Nafosted).

Førsteamanuensis Vu Ngoc Hai, prosjektlederen, sa at i stedet for å bruke et parabolsk renne for å skape en rettlinjet konvergens, gikk forskerteamet over til å bruke en Fresnel-linse – en optisk komponent som er tynn, lett, billig og i stand til å konsentrere lys i et lite punkt med en konvergenskoeffisient på opptil hundrevis av ganger. Når lys komprimeres så sterkt, reduseres arealet av den fotovoltaiske cellen som trengs hundrevis av ganger, noe som betyr mindre materiale, mindre giftige kjemikalier, mindre avfall og lavere kostnader. Denne Fresnel-linsen er også en oppfinnelse teamet har laget gjennom dette prosjektet.

Førsteamanuensis Vu Ngoc Hai forklarte videre at forskerteamet plasserte et halvreflekterende speil ved konvergenspunktet for å separere komponentene i naturlig lys. Rødt og blått lys (to lysområder som planter absorberer sterkt) overføres gjennom speilet til vekstområdet. Det gjenværende lyset, spesielt det infrarøde området som bærer mye termisk energi, reflekteres tilbake og konsentreres på det høyeffektive solcellepanelet. Å separere lyskomponentene på et lite punkt reduserer overflatearealet som krever filterbelegg med 25–30 ganger, noe som muliggjør bruk av mer holdbare, billigere og industrielt produserte beleggteknikker. Dette er en betydelig forbedring sammenlignet med eksisterende teknologier over hele verden.

De separerte røde og blå lyskildene ledes inn i optiske fibre og fordeles på nytt ved hjelp av optiske strukturer. Dette sikrer jevn lysfordeling til plantene, eliminerer skygger og forhindrer avlingsreduksjoner sammenlignet med modeller med solcellepaneler med stor avstand eller paneler montert på drivhustak. Det høyenergiske reflekterte lyset omdannes til elektrisk energi med høyere effektivitet enn tradisjonell flatskjermteknologi.

Ifølge forskerteamet åpner denne teknologien opp for potensielle bruksområder innen agrofotovoltaiske modeller i Vietnam, spesielt i områder med høy strålingsintensitet og behov for å kombinere strømproduksjon med avlingsdyrking. I neste fase tar forskerteamet sikte på å utvikle systemet til et mer komplett nivå slik at den praktiske anvendelsen kan evalueres, med sikte på å overføre teknologien til bedrifter og agrofotovoltaiske modeller i landet.

For å sikre skalerbarhet samarbeidet teamet med Myongji University (Sør-Korea) – en institusjon med ekspertise innen optikk, materialer og fornybar energi – for å i fellesskap utvikle et komplett prototypesystem for eksperimentell bruk. Dette samarbeidet tillot teamet å utføre ytelsesmålinger under varierende miljøforhold, inkludert det tropiske klimaet i Hanoi og det tempererte klimaet i Seoul, Sør-Korea. De evaluerte holdbarheten til Fresnel-linser og optiske filtre, og verifiserte stabiliteten til lysfordelingen på tvers av planter. Innledende testresultater viste at systemet tilbød høyere energiomformingseffektivitet sammenlignet med tradisjonelle flatskjermmodeller under de samme strålingsforholdene, samtidig som det ga tilstrekkelig rødgrønt spektrum for plantevekst, unngikk lokal skyggelegging og ikke reduserte avlingen. De første suksessene til samarbeidsprogrammet ble publisert i det internasjonale tidsskriftet Plos One, som er rangert som Q1.

Ifølge representanter for det nasjonale fondet for vitenskap og teknologiutvikling demonstrerer forskningsprosjektet ikke bare muligheten for neste generasjons solcelleteknologi for landbruk, men åpner også for store muligheter for at Vietnam kan bli med i gruppen av land som har konsentrert solenergiteknologi for bærekraftig landbruk. Med sikte på å optimalisere optiske materialer ytterligere, redusere kostnader og bygge prototyper i større skala i perioden 2025–2027, forventes det at systemet kan videreutvikles til feltforsøk, overføres til bedrifter og bidra direkte til Vietnams mål om grønt landbruk, sirkulærøkonomi og fornybar energi.

SNØDEKT LYS

Kilde: https://nhandan.vn/dien-mat-troi-cho-nong-nghiep-ben-vung-post926876.html