Des cellules solaires semi-transparentes peuvent alimenter des serres sans retarder la croissance des plantes
Selon une nouvelle étude, les serres équipées de cellules solaires semi-transparentes peuvent produire de l’électricité sans affecter la croissance et la santé des plantes qui s’y trouvent, ce qui suggère que nous pourrions construire des serres neutres en énergie sans nuire aux cultures.
Les chercheurs ont testé des groupes de laitues à feuilles rouges sous différents types de verre et différentes longueurs d’onde de lumière, en conservant toutes les autres variables, notamment la température, la concentration de CO2 et les apports en eau et en engrais.
La laitue cultivée sous des cellules solaires n’a montré aucune différence majeure dans les mesures clés, notamment les antioxydants, l’absorption de CO2, la taille et le poids. En prime, les panneaux solaires ont également contribué à réguler la température de la serre.
(Ravishankar et al., Cell Reports Physical Science, 2021)
« Nous avons été un peu surpris – il n’y a pas eu de réelle réduction de la croissance ou de la santé des plantes », explique Heike Sederoff, biologiste végétale de l’université d’État de Caroline du Nord. « Cela signifie que l’idée d’intégrer des cellules solaires transparentes dans les serres peut être réalisée. »
Dans ce cas, les panneaux solaires sont des cellules solaires organiques semi-transparentes (ou ST-OSC) plutôt que le type plus traditionnel à base de silicium utilisé dans les vastes fermes d’énergie solaire. On espère qu’un jour, la même technologie pourra être utilisée pour les fenêtres des bâtiments.
La promesse des ST-OSC réside en partie dans leur flexibilité. Ils peuvent être réglés pour absorber différentes longueurs d’onde de lumière selon les besoins – les longueurs d’onde dont les plantes n’ont pas besoin pour la photosynthèse, dans le cadre de cette recherche particulière.
Alors qu’un groupe témoin de laitues a été exposé à l’ensemble du spectre de la lumière blanche, trois autres groupes ont été cultivés sous différents filtres à lumière, simulant divers types d’absorption du ST-OSC et avec le rapport entre la lumière bleue et la lumière rouge ajusté dans chaque filtre.
« Non seulement nous n’avons trouvé aucune différence significative entre le groupe témoin et les groupes expérimentaux, mais nous n’avons pas non plus trouvé de différence significative entre les différents filtres », explique Brendan O’Connor, ingénieur en mécanique et en aérospatiale de l’université d’État de Caroline du Nord.
C’est prometteur pour l’application future des ST-OSC : Si les serres présentent de nombreux avantages, elles peuvent nécessiter plus d’énergie que les autres types d’agriculture, notamment pour réguler la température interne. Les cellules solaires transparentes et semi-transparentes pourraient y contribuer.
Bien que les ST-OSC n’aient pas les mêmes taux de conversion de la lumière du soleil en électricité que les cellules photovoltaïques classiques, elles s’améliorent constamment à cet égard et pourraient à terme être déployées dans de nombreux scénarios différents.
La prochaine étape vers des serres alimentées par l’énergie solaire consistera à tester la technologie avec des plantes et des cultures autres que la laitue – les tomates sont apparemment la prochaine étape – mais ces premiers résultats sont prometteurs en termes de santé et de croissance des plantes.
« D’après 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 de nombreux cultivateurs », déclare O’Connor.
« Je pense que cet intérêt ne fera que croître. Nous avons vu suffisamment de prototypes de preuve de concept pour savoir que cette technologie est réalisable en principe, il ne nous reste plus qu’à voir une entreprise faire le saut et commencer à produire à grande échelle. »
La recherche a été publiée dans Cell Reports Physical Science.
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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche
