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Under a row of solar panels at an experimental site on the Kärrbo Prästgård farm in Sweden, broccoli is growing in a magenta light. These panels do not block the sun the way ordinary ones do: they are semi-transparent, and their colour is the point.
Sotto una fila di pannelli solari, in un sito sperimentale presso la fattoria Kärrbo Prästgård, in Svezia, il broccolo cresce sotto una luce magenta. Questi pannelli non bloccano il sole come quelli comuni: sono semitrasparenti, e il loro colore è il punto chiave.
The idea is called agrivoltaics, which means putting crops and solar panels on the same land instead of dividing it. The obstacle is simple. A standard panel is opaque, so the plants beneath it get less of the light they need for photosynthesis, the process by which they turn sunlight into plant matter. Engineers have been trying to share the light by wavelength instead, much as governments divide radio and television signals into separate frequency bands. A 2020 study had already tested panels that let red light through: basil yields held steady under them, while spinach yields fell.
L'idea si chiama agrivoltaico e consiste nel collocare colture e pannelli solari sullo stesso terreno invece di dividerlo. L'ostacolo è semplice. Un pannello standard è opaco, quindi le piante che si trovano sotto ricevono meno luce di quanta ne serva alla fotosintesi, il processo con cui trasformano la luce solare in materia vegetale. Gli ingegneri hanno cercato di condividere la luce in base alla lunghezza d'onda, un po' come i governi suddividono le frequenze radio e televisive in bande separate. Uno studio del 2020 aveva già testato pannelli che lasciano passare la luce rossa: la resa del basilico restava stabile sotto di essi, mentre quella degli spinaci calava.
The new study tests a different design. Its panels let most red light and some blue light pass through, casting a magenta light on the plants, and convert much of the rest into electricity. Broccoli grown under them took 25 more days to harvest but produced roughly the same yield. The panels also reduced the vapour pressure deficit, a measure of when plants must close their pores to avoid losing too much water. Biomass rose 2.8- to 4.5-fold compared with unshaded plants, and the authors say this may have improved how efficiently the plants turned light into growth. Levels of calcium, magnesium and phosphorus were higher than or similar to unshaded plants, while iron, copper and zinc were slightly lower.
Il nuovo studio testa un modello diverso. I suoi pannelli lasciano passare la maggior parte della luce rossa e una parte di quella blu, creando una luce magenta sulle piante, e trasformano gran parte del resto in elettricità. Il broccolo coltivato sotto di essi ha richiesto 25 giorni in più per essere raccolto, ma ha prodotto più o meno la stessa resa. I pannelli hanno inoltre ridotto il deficit di pressione di vapore, una misura di quando le piante devono chiudere i pori per evitare di perdere troppa acqua. La biomassa è aumentata di 2,8 a 4,5 volte rispetto alle piante non ombreggiate, e gli autori ritengono che ciò possa aver migliorato l'efficienza con cui le piante hanno trasformato la luce in crescita. I livelli di calcio, magnesio e fosforo sono risultati superiori o simili a quelli delle piante non ombreggiate, mentre ferro, rame e zinco sono risultati leggermente inferiori.
This is only a preliminary study. One site in one country, over one growing period, cannot show that the result holds on larger fields, in other seasons or under other sunlight. The study points to larger plots, several seasons and different climates as the next steps.
Si tratta solo di uno studio preliminare. Un sito in un solo Paese, durante un unico periodo di coltivazione, non può dimostrare che il risultato regga su campi più grandi, in altre stagioni o con altra luce solare. Lo studio indica come prossimi passi parcelle più grandi, più stagioni e climi diversi.
For a farmer in a sunny region, the appeal is that one stretch of land could yield both a crop and electricity. The 2020 study estimated that farmers growing spinach under a different panel design could earn 35 percent more income by selling both. The scale is a separate question. Climate studies suggest the approach could work especially well across a wide sunbathed swath of the United States, from Texas up to Nebraska and west to California. Devoting just 1 percent of US farmland to agrivoltaics could cover up to 20 percent of the nation's electricity needs. Those are upper estimates, not measured outcomes, and the study gives no date for when panels like these could reach farms.
Per un agricoltore di una regione soleggiata, l'attrattiva sta nel fatto che un unico appezzamento potrebbe produrre sia una coltura sia elettricità. Lo studio del 2020 stimava che gli agricoltori che coltivano spinaci sotto un modello di pannello diverso potrebbero guadagnare il 35% in più vendendo entrambi i prodotti. La scala del fenomeno è una questione a parte. Gli studi climatici suggeriscono che l'approccio potrebbe funzionare particolarmente bene in una vasta fascia assolata degli Stati Uniti, dal Texas fino al Nebraska e verso ovest fino alla California. Destinare appena l'1% dei terreni agricoli statunitensi all'agrivoltaico potrebbe coprire fino al 20% del fabbisogno elettrico del Paese. Si tratta di stime massime, non di risultati misurati, e lo studio non indica una data in cui pannelli come questi potrebbero arrivare nelle aziende agricole.